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發布時間:2020-11-07 07:52  
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為什么齒輪感應淬火后的表面硬度會比普通淬火的高?
齒輪經過感應淬火后的表面溫度會比普通的淬火處理高,這是感應淬火的特點,這也可以稱為超硬現象。其實為什么齒輪淬火后表面的硬度更高呢?為防止相鄰凸輪或軸頸受到磁場影響而回火,因此,需要在有效圈上跨上導磁體束,既提高感應器的效率,又防止磁力線散射。目前主要有兩種解釋。一是由于感應加熱的方式,縮短了加熱時間,在加熱的過程中缺乏奧氏體晶粒產生的條件,因此導致了齒輪表面硬度提高了。第二種解釋就是因為由于感應淬火時冷卻速度快,在齒輪淬火表面層存在較大的殘留壓應力,從而提高了齒輪的表面硬度。
為了印證殘留應力對金屬工件的作用,我們特意將經過高頻感應淬火設備淬火的工件切斷,然后再將其與切斷前的硬度做比較,發現經過切斷后的硬度平均降低了2HRC以上,因此可以證明殘留壓應力去除之后,金屬工件的硬度是會降低的。為什么齒輪殘留留壓應力會導致表面硬度的提高呢?淬火機床控制部分該控制系統由西門子S840D數控系統構成,是該設備的核心部分,對淬火過程的凸輪軸運動、感應器移動、能量控制、冷卻水和淬火介質的冷卻、供給等進行控制,并具有自動監測和報警功能,能將故障編碼和主要內容顯示在主菜單上。我們還可以從另一方面來解釋,這就是由于齒輪在經過感應設備淬火的時候,在低溫回火過程中,齒輪硬度下降的比普通淬火的要多。
現在,大家明白了為什么要使用高頻感應淬火設備了嗎?因為齒輪感應淬火后的表面硬度會比普通淬火的更高,使用感應淬火設備,可獲得高硬度高耐磨的金屬工件,何樂而不為呢?
汽車半軸坯料中頻感應加熱質量的控制
為便于實現機械化和自動化,提高生產效率,中頻感應加熱金屬在國內一些企業也逐漸得到廣泛運用。
感應加熱的基本原理是當施感導體(感應器)中通入交變電流以后,在它的周圍產生一個交變的磁場,把金屬毛坯置于交變的磁場內,在其內部便產生一個交變電勢,在電動勢作用下金屬內部產生交變渦流。由于金屬毛坯電阻上的渦流發熱和磁性轉變點以下的磁滯損失發熱,把金屬毛坯加熱到所需要的溫度。由趨負效應可知,電流僅在被加熱的金屬表面層流過,表面層中的金屬主要靠電流流過而加熱,內層(中心金屬)則靠外層熱量向內層傳導而加熱。一般來說,當毛坯表面加熱到鍛造溫度時,表面和中心溫度差不得超過100℃。對于大直徑的毛坯,為了縮短內層金屬的加熱時間、提高加熱速度,建議選用較低的電流頻率以增大電流透入深度,否則選用的頻率太高,電流透入深度將減少,不但延長了熱量由外層向內層的傳遞時間,增加了熱量損失,熱效率低,甚至會造成表面過熱。表面淬火變形小,較整理淬火生產率更高,因而生產過程中沒有特殊要求的多進行表面淬火。小直徑毛坯感應加熱時,由于截面尺寸小,可以采用較高頻率,以提高電效率。
中頻感應加熱設備是目前主流的電磁感應加熱技術,有很多優點:升溫快,氧化和脫碳少,勞動條件好,便于實現機械化和自動化。
汽車花鍵軸感應加熱淬火與回火
不少花鍵軸類零件采用感應加熱表面淬火,取代傳統調質熱處理,可以減少能源消耗。但是,現在大多數花鍵軸感應加熱后仍然采用在爐子中進行低溫回火的工藝。實際上,花鍵軸感應加熱中有熱量傳入其心部,利用這一部分熱量對表面淬火層進行自身回火,取消爐子低溫回火是完全可能的。將感應器傾斜一定角度,使感應器低端靠近錐齒輪大端,感應器靠近錐齒輪小端,調整好感應器傾斜角度及其與錐齒輪的間隙,使錐齒輪在感應器中旋轉,即可獲得均勻加熱。
淬火噴水冷卻過程停止后,零件表面經過一定時間才達到溫度。我們一般所指的自身回火溫度就是指這個溫度。自身回火過程不是在恒定的溫度,而是在某一溫度范圍內,可持續幾分鐘。多數花鍵軸要求硬度范圍在HRC48至58之間,傳統常采用爐中回火的工藝。
花鍵軸感應加熱淬火層的殘余應力分布與一般軸類零件不同。由于在花鍵部位 有拉伸殘余應力存在,特別是花鍵接近根部處達到值,往往造成花鍵開裂。 為了減少花鍵部有害的拉伸殘余應力,提高自身回火溫度是有好處的。考慮到花鍵部要求耐磨,應該保持相當高的硬度,當回火溫度在250至300攝氏度之間時,由于馬氏體析出高度彌散的碳化物,馬氏體比容減少。因此,我們選定花鍵軸自身回火溫度為250至270攝氏度,花鍵部位的殘余應力接近于零,可 以有效地防止花鍵開裂。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以上的大模數齒輪。花鍵軸由爐中回火改為回火,質量穩定,沒有出現過花鍵開裂的質量問題,且減少了設備負荷,節省了電能。
依據汽車行業工件的特點,感應研制了針對汽車軸類、齒輪齒圈類、等速萬向節鐘型殼類、輪轂軸承類、等速萬向節三柱槽殼類零件的感應淬火及回火。點擊了解更多汽車行業零件熱處理的解決方案。