齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策

感應加熱淬火工藝簡單、、節(jié)能等特點受到了大家的歡迎，尤其現(xiàn)在對環(huán)保抓的比較嚴的當下，在大環(huán)境下可以說感應淬火是一種趨勢，齒圈高頻淬火設備就是應用的感應淬火原理。齒圈(包括外齒圈和內(nèi)齒圈)作為常用的機械傳動零件，特別是大直徑齒圈通過感應加熱淬火工藝進行表面強化，達到實際應用中所需要的硬度。感應在中國是感應熱處理龍頭企業(yè)，致力于感應淬火技術(shù)的研發(fā)已有十多年的歷程，目前擁有多項核心專利，其淬火機床已應用于眾多工業(yè)領域傳動部件及動力輸出部件的感應淬火。

齒圈感應加熱淬火有四種，沿齒溝感應淬火、逐齒感應淬火、回轉(zhuǎn)感應淬火、雙頻感應淬火。

1、沿齒溝感應淬火：使齒面和齒根得到硬化，齒頂中部無淬硬層。此法熱處理變形小，但生產(chǎn)效率低。

2、逐齒感應淬火：齒面硬化，齒根無硬化層，提高齒面的耐磨性，但因熱影響區(qū)的存在，會降低齒的強度。

3、回轉(zhuǎn)感應淬火：單圈掃描淬火或多匝同時加熱淬火，齒部基本淬透，齒根硬化層淺。適于中小齒輪，不適于高速、重載齒輪。

4、雙頻感應淬火：中頻預熱齒槽，高頻加熱齒頂，得到基本沿齒廓分布的硬化層。

齒圈高頻淬火過程中常見問題與對策（這里主要以沿齒溝感應淬火方法為例）

齒輪感應淬火的發(fā)展

齒輪的硬齒面熱處理工藝主要有 :滲碳 (和碳氮共滲 )、滲氮 (和軟氮化 )及感應淬火。齒輪感應淬火和滲碳、滲氮相比 ,具有節(jié)能、節(jié)約合金元素、生產(chǎn)周期短、勞動環(huán)境好以及可在線生產(chǎn)等優(yōu)點。因此 ,隨著齒輪感應淬火工藝的不斷改進 ,它在機床、汽車、拖拉機、機車以及回轉(zhuǎn)支承等制造工業(yè)等應用領域得到了越來越廣泛的應用。軸外表面連續(xù)加熱時，在瞬時加熱面積一定的情況下，加熱帶的寬度和所能加熱的軸的直徑成反比，加熱帶的寬度是由感應有效圈的高度決定的。

常規(guī) (單頻 )齒輪感應淬火

機床傳動齒輪使用感應淬火早 ,但受當時感應淬火電源頻率的限制 ,大部分仍采用高頻200kHz或中頻 25～8kHz電應淬火。此種工藝常得到全齒淬硬或半齒淬硬的齒輪。

單齒一次加熱或掃描淬火

單齒一次加熱淬火中頻 8～10kHz常用于m =8mm以上的大模數(shù)齒輪。沿齒溝掃描淬火　沿齒溝掃描淬火主要用于m =6mm以上的直齒輪及斜齒輪 ,此種方法應用極廣 ,并且已有極成熟的工藝與裝備。

錐齒輪高頻感應加熱淬火工藝

錐齒輪用于拖拉機產(chǎn)品中，其齒部要求高頻表面淬火，圓柱形感應器進行工藝試驗,發(fā)現(xiàn)工件淬火硬度不均, 不能滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

與齒部形狀相一致的錐形感應器,通過工藝試驗,滿足了產(chǎn)品技術(shù)要求。

產(chǎn)品的材質(zhì)為45鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度25-30HRC，齒部要求表面淬火，淬火硬度40-50HRC。

齒部高頻淬火采用感應淬火設備。采用同時加熱噴水冷卻。高頻感應淬火所用 感應器為錐形感應器,感應器與齒部大端面之間間隙為2mm。

通過生產(chǎn)實踐，采用錐形感應器對錐齒輪齒部進行高頻淬火，回火后測得齒部表面淬火硬度均在40-50HRC之間，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)需求及產(chǎn)品技術(shù)要求。

齒輪聯(lián)軸器感應加熱淬火的工藝研究

鼓形齒輪聯(lián)軸器在高速、重載機械上得到廣泛應用，具有無軸向竄動、傳動平衡、沖擊振動和噪聲小的特點，但加工工藝過程比較復雜，原熱處理花鍵采用滲氮處理。

為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提，對齒輪聯(lián)軸器進行了感應淬火處理的測試。測試采用數(shù)控感應淬火機床，淬火感應器與工件之間間隙均勻，采用掃描淬火的方式進行.淬火后工件的內(nèi)花鍵，外鼓形齒硬度均符合技術(shù)要求，對內(nèi)花鍵、外鼓形齒進行了裂紋檢測，未發(fā)現(xiàn)裂紋。對感應淬火后齒輪聯(lián)軸器內(nèi)花鍵、外鼓形齒進行變形檢測，變形較小，符合技術(shù)要求。有效硬化層深度，均滿足技術(shù)要求。金相組織檢驗屬于細馬氏體，組織級別符合標準要求。相對于滲碳工藝相比，可以縮短生產(chǎn)周期，并且可以提升生產(chǎn)效率，并降低生產(chǎn)成本。感應加熱磁場鄰近效應及導磁體的驅(qū)流效應,使感應磁場進一步被擠向感應器鼻部邊緣,相當于再縮小感應器與齒根間距,提高齒根加熱速度,達到接近齒面加熱速度,這樣達到減少花鍵軸同一橫截面淬火加熱溫度不均勻性的目的。