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感應淬火技術在風電增速齒輪箱內齒圈上的應用

在齒輪的強化方法中，感應淬火與調質、滲碳、滲氮一起構成四大基礎工藝。考慮到生產(chǎn)實際，在風電增速箱內齒圈的批量生產(chǎn)中采用滲氮或感應淬火工藝可以獲得比較高的生產(chǎn)效率及較低的生產(chǎn)成本。具體采用何種工藝主要由客戶要求、自身工藝控制水平及生產(chǎn)效率成本等因素而定。根據(jù)ISO6336標準，對于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對模數(shù)大于16的內齒圈推薦采用感應淬火工藝進行加工。4、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)省勞動力與環(huán)保：采用低誶透性鋼制造齒輪等零件，用感應淬火，它首先是鋼材無合金元素，節(jié)省了材料費用，感應加熱是局部加熱淬火，時間短，因此大大節(jié)能。

1.感應淬火工藝

風電增速箱內齒圈一般采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術進行感應淬火。采用設計制造合理的感應器，配合的工藝參數(shù)控制，可以生產(chǎn)質量優(yōu)良、穩(wěn)定的感應淬火齒圈。

2.感應淬火的優(yōu)缺點

將感應淬火技術應用于風電增速箱內齒圈上，不僅具有生產(chǎn)、節(jié)約能源、環(huán)境污染小以及易于實現(xiàn)自動化等感應淬火共有優(yōu)點，還具有以下特點：

（1）相比于氮化，其對基體硬度和組織要求可以適當放寬。

（2）相比于滲碳淬火，工件不是整體加熱，變形較小，故相應磨量較小，設計放模量可減少，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。

（3）批量生產(chǎn)時交貨期短，滿足一些客戶需求。

（4）便于機械化和自動化，設備緊湊，使用方便，勞動條件好。

但使用感應淬火技術對內齒圈進行加工，尚有以下困難及缺點待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗周期較長，感應器設計/相關工藝參數(shù)選擇需要慎之又慎；不能實現(xiàn)全齒寬淬硬。目前可滿足設計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點也是未來需要改進和克服的地方；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。批量生產(chǎn)時，發(fā)生批量事故風險較大，需要嚴格的質量控制體系和較高的質量控制水平來進行控制。

解決花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度不均勻性問題：

(1)減少感應器高度在保證感應器本身強度及內部冷卻系統(tǒng)冷卻能力的前提下,減少感應器高度,使感應器可以進入花鍵三分之一后就開始加熱,使感應器預熱部位的作用得以充分發(fā)揮。

(2)增加預熱工藝增加預熱工藝,感應器在花鍵軸鍵槽下部起始位置加熱一、二秒后開始運動,增加花鍵軸鍵槽下部加熱效果。這樣達到花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度的均勻。

感應在中國是感應熱處理，致力于感應淬火技術的研發(fā)已有十多年的歷程，目前擁有多項核心，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。

汽車半軸局部感應加熱感應器的類型

仿型的多孔位感應器形式

仿型的多孔位感應器中每只感應器為仿型的感應器,進、出料在線圈的同一端。各感應器之間電氣連接方式,可以是并聯(lián),也可以是串聯(lián)。

人工送料、氣缸退料方式　感應器水平放置,坯料放在感應器前的托架上按節(jié)拍由人工送進感應器,感應器的另一端裝有氣缸,這種氣缸中裝有兩個活塞,這種裝置可使缸的頂桿頭部有3個位置,個位置是進料時,頂桿作為定位擋;第2個位置是加熱時,頂桿退出感應器,以免頂桿受熱;第3 個位置是加熱時間結束推出加熱好的坯料。根據(jù)ISO6336標準，對于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對模數(shù)大于16的內齒圈推薦采用感應淬火工藝進行加工。

(2) 氣缸自動送料、退料方式　感應器傾斜放置,坯料放在感應器前的氣缸缸體上的V型托架上,該氣缸缸桿固定不動,活塞(缸體) 可上下移動。這樣活塞移動,帶動缸體V型托架,將坯料端部移入感應器進行加熱,在進料端由氣缸進行定位,不需要在感應器另一端定位。加熱時間結束,氣缸活塞下行,隨之帶動缸體、V型托架,端部已經(jīng)加熱好的坯料退出感應器,送入鍛壓設備成形。感應器傾斜角度以坯料可以順利推上退下而不傾倒為原則。正確選擇加熱電流頻率可實現(xiàn)技術要求,提高熱處理質量,充分發(fā)揮設備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。

(3) 人工送料、人工退料方式　感應器水平放置,人工送料,同人工退料。采用這種方式時, 定位等都由操作者掌握。

依據(jù)汽車行業(yè)工件的特點，研制了針對汽車軸類、齒輪齒圈類、等速萬向節(jié)鐘型殼類、輪轂軸承類、等速萬向節(jié)三柱槽殼類零件的感應淬火及回火。