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發布時間:2020-11-15 05:26  
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齒輪感應淬火的應用前景
感應淬火是熱處理行業所追求的清潔生產工藝,感應淬火所具有的一系列優點是其他熱處理工藝難以比擬和取代的。感應加熱淬火是熱處理重要工藝之一,尤其以它具有生產、節約能源、環境污染小,以及易于實現自動化等優點而倍受歡迎。在齒輪的強化方法中,與調質、滲碳和滲氮一起構成四大基礎工藝,在齒輪從軟齒面向硬齒面技術發展的過程中,感應淬火工藝曾發揮了重要作用。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揮。
國外感應加熱淬火的應用還是比較廣泛的。在日本,鐵路機車齒輪,包括高速機車齒輪以感應淬火為主。在美國,感應淬火齒輪的典型應用包括:(1)大型挖掘機齒輪。(2)重載起重機驅動齒輪。(3)軋糖機的大扭矩傳動齒輪。中頻軸淬火設備的主要應用范圍:1、各種五金工具、手工工具的熱處理,如鉗子、扳手、旋具、錘子、斧頭等。(4)軋鋼機的主驅動齒輪,剪切機齒輪以及卷曲機械齒輪。(5)水泥磨驅動齒輪。
我國的感應加熱電源及淬火設備針對齒輪產品的工藝技術需要,開發成套裝備和相應的工藝,如前景看好的雙頻、多頻,同時加熱大功率電源、脈沖加熱電源、CNC齒輪淬火機床及配套的輔助設施和工藝軟件等方面,都具有巨大的市場。
在軸類零件中的應用軸類感應淬火
一般是對軸表面進行局部淬火,材料為45鋼或40Cr,淬火的硬度可根據材料直徑大小設定感應電流和加熱時間。淬火的硬度層深度,取決于感應設備的頻率和加熱時間,頻率越高或加熱時間越短,硬度層深度越低。在實際生產過程中,經常對軸的中心部有硬度要求,一般需要到專業的熱處理生產廠家進行熱處理,這樣就帶來了加工周期長、成本高等不足。如果用感應淬火使軸的中心部達到規定的硬度要求,那就要求感應設備加熱深度必須達到軸的中心部,而且中心部的溫度要達到臨界溫度以上。現以直徑20mm的電機轉子為例進行說明,電機轉子端面中心部有一個滑長槽,滑長槽的作用是負責傳遞電機輸出的動力,如果沒有硬度或者硬度達不到規定的要求:37HRC~45HRC,裝配好的產品很快就因滑長槽失效而失去動力,因此滑長槽的硬度直接影響整機產品質量。感應電流高、加熱時間短,軸伸表面硬度偏高而心部硬度偏低;感應電流低、加熱時間長,軸伸表面和心部硬度都偏高。如果要使轉子軸心部淬火硬度達到規定要求,必須要按淬火工藝進行感應回火。軸外表面連續加熱時,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。回火就是將淬火后的工件重新加熱到臨界以下回火溫度后,保溫一定時間,然后取出冷卻到室溫的熱處理工藝。常用的回火方法:低溫回火(回火溫度為150~250℃)、中溫回火(回火溫度為350~500℃)、高溫回火(回火溫度為500~680℃)。
低淬鋼齒輪感應加熱淬火
利用鋼材的低淬透性 ,將感應加熱透的齒輪用激烈的冷卻水進行淬火 ,得到沿齒輪廓的淬硬層及略提高硬度的齒心部。低淬透性鋼齒輪感應淬火樣品這種工藝有如下優點 :( 1 )對感應加熱電源要求不高 (常用 8kHz、1 0 0kW) ,即不需要特殊的頻率及高的功率密度 ,設備投資費用少。( 2 )低淬透性鋼成本低 ,其價格與中碳結構鋼相似。適當停留感應器,由于熱傳導和微弱感應雙重影響,使環形區與圓柱區之間的過渡區得以加熱。( 3)輪齒表面有很高的殘余壓應力 ,齒心部由于熱透 ,硬度略有提高 ,因此輪齒的抗彎性強度得到提高 ,綜合力學性能好。
齒輪雙頻淬火
齒輪雙頻淬火機理齒輪雙頻淬火的機理是先用較低頻率進行齒輪預熱 。早期的齒輪雙頻淬火是在兩個感應器中進行的 ,即先在中頻感應器進行預熱 ,然后在高頻感應器中進行終加熱。現代化的雙頻齒輪感應淬火現代化的雙頻齒輪加熱已經改進在一個感應器內進行。
提升齒輪硬度的方式:感應加熱及淬火
齒輪旋轉淬火(使用環形感應器)
旋轉淬火是的感應齒輪硬化方法,并且它特別適用于中等大小的齒輪。在加熱期間旋轉齒輪以確保能量的均勻分布。可以使用環繞整個齒輪的感應器。當應用感應器時,有五個參數對硬度起主要作用:頻率,功率,循環時間,感應器幾何形狀和淬火條件。通過加熱時間,頻率和功率的變化獲得的感應淬火圖案。車軸加熱感應器用矩形紫銅管制造成圓形感應器,并通水冷卻,零件加熱后由用附帶噴水圈進行噴射冷卻。通常,當僅需要硬化齒尖時,應結合較短的加熱時間來施加較高的頻率和較高的功率密度。為了硬化齒根,使用較低的頻率。
感應淬火是一個兩步過程:加熱和淬火。兩個階段都很重要。在旋轉淬火應用中有三種方法來淬火齒輪
1.將齒輪浸入淬火槽中。這種技術特別適用于大齒輪;
2.使用集成噴霧淬火“就地”淬火。中小型齒輪通常使用這種技術淬火;
3.使用位于感應器下方的單獨的同心噴霧滅火塊(淬火)。機械零部件淬火選用表面淬火設備效率更高機械零部件為什么需要淬火。淬火-蒸氣層,沸騰和對流熱傳遞的三個階段的經典冷卻曲線不能直接應用于噴射淬火。由于噴射淬火的性質,兩個階段被大大抑制。同時,在對流階段期間的冷卻更嚴重。齒輪幾何形狀和轉速是在齒輪淬火期間對淬火流動和冷卻嚴重性具有顯著影響的其它因素。同樣重要的是避免感應器和淬火系統相對于齒輪和齒輪擺動的偏心。即使齒輪旋轉,齒輪擺動將導致齒輪的特定部分在加熱期間更熱,因為不管旋轉,它將總是更靠近線圈。除了不均勻加熱以外,擺動還引起不均勻淬火,導致額外的硬度不均勻性和齒輪形狀變形。已經報道,使用齒輪旋轉硬化技術而不是“逐齒”或“間隙”方法在齒根內獲得更有利的壓縮應力。