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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。感應淬火可實現自動化在線生產，這樣節省了勞動力，無油污、無有害氣體排放，更加保護環境。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。

國外感應加熱淬火的應用還是比較廣泛的。5mm的齒輪，因齒形高寬，可以進行沿齒淬火，也可沿齒溝淬火，即可采用噴液（主要是水）冷卻，也可采用浸液冷卻。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。(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。為了保證在感應加熱中盡可能地減少漏磁,提高加熱效率,感應器與零件之間的間距盡可能小,但要有足夠的間隙,保證使感應器能與車軸的相對運動順利進行。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。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℃)。

大型軸承圈滾道中頻感應淬火

鋼平面滾道軸承是火箭、、發射裝置中用于回轉支承的重要部件。其滾道表面應采用中頻感應連續淬火回火。弧面要求淬火HRC50~55,硬化層深度3.0mm,允許2處共有<40mm長、HRC>45的淬火軟帶區,不允許有密集的發紋。

滾道圈嵌鑲在框架之中,采用中頻感應淬火機床，專用淬火操縱臺和工件回轉驅動架等輔助裝置。中頻淬火工藝在滾道弧面上連續漸進預熱、加熱噴射淬火。根據齒圈同時加熱淬火的面積、硬化層深度、比功率及加熱時間之間的關系,確定齒圈的加熱參數。調整、校正置于回轉驅動架上的軸承滾道,對回轉架中心的不同心度和不平行度小于0.6mm 。感應器施感導體的工作面與滾道表面間隙2~4 mm。軸承圈滾道表面中頻連續噴射淬火介質常用 0.05~0.3%聚乙烯醇水溶液、4~10%乳化油水溶液或其它油類介質。聚乙烯醇淬火介質冷卻能力強。

錐齒輪高頻感應加熱淬火工藝

錐齒輪用于拖拉機產品中，其齒部要求高頻表面淬火，圓柱形感應器進行工藝試驗,發現工件淬火硬度不均, 不能滿足產品技術要求。

與齒部形狀相一致的錐形感應器,通過工藝試驗,滿足了產品技術要求。

產品的材質為45鋼，熱處理調質硬度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，產品質量穩定，滿足生產需求及產品技術要求。