齒輪感應(yīng)淬火的應(yīng)用前景

感應(yīng)淬火是熱處理行業(yè)所追求的清潔生產(chǎn)工藝,感應(yīng)淬火所具有的一系列優(yōu)點是其他熱處理工藝難以比擬和取代的。感應(yīng)淬火可實現(xiàn)自動化在線生產(chǎn)，這樣節(jié)省了勞動力，無油污、無有害氣體排放，更加保護(hù)環(huán)境。感應(yīng)加熱淬火是熱處理重要工藝之一,尤其以它具有生產(chǎn)、節(jié)約能源、環(huán)境污染小,以及易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點而倍受歡迎。在齒輪的強化方法中,與調(diào)質(zhì)、滲碳和滲氮一起構(gòu)成四大基礎(chǔ)工藝,在齒輪從軟齒面向硬齒面技術(shù)發(fā)展的過程中,感應(yīng)淬火工藝曾發(fā)揮了重要作用。

國外感應(yīng)加熱淬火的應(yīng)用還是比較廣泛的。5mm的齒輪，因齒形高寬，可以進(jìn)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(yīng)淬火為主。在美國,感應(yīng)淬火齒輪的典型應(yīng)用包括:(1)大型挖掘機齒輪。(2)重載起重機驅(qū)動齒輪。(3)軋?zhí)菣C的大扭矩傳動齒輪。(4)軋鋼機的主驅(qū)動齒輪,剪切機齒輪以及卷曲機械齒輪。(5)水泥磨驅(qū)動齒輪。

我國的感應(yīng)加熱電源及淬火設(shè)備針對齒輪產(chǎn)品的工藝技術(shù)需要,開發(fā)成套裝備和相應(yīng)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(shè)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(yīng)用軸類感應(yīng)淬火

一般是對軸表面進(jìn)行局部淬火,材料為45鋼或40Cr,淬火的硬度可根據(jù)材料直徑大小設(shè)定感應(yīng)電流和加熱時間。淬火的硬度層深度,取決于感應(yīng)設(shè)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(yīng)加熱中盡可能地減少漏磁,提高加熱效率,感應(yīng)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(yīng)器能與車軸的相對運動順利進(jìn)行。在實際生產(chǎn)過程中,經(jīng)常對軸的中心部有硬度要求,一般需要到專業(yè)的熱處理生產(chǎn)廠家進(jìn)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(yīng)淬火使軸的中心部達(dá)到規(guī)定的硬度要求,那就要求感應(yīng)設(shè)備加熱深度必須達(dá)到軸的中心部,而且中心部的溫度要達(dá)到臨界溫度以上。現(xiàn)以直徑20mm的電機轉(zhuǎn)子為例進(jìn)行說明，電機轉(zhuǎn)子端面中心部有一個滑長槽,滑長槽的作用是負(fù)責(zé)傳遞電機輸出的動力,如果沒有硬度或者硬度達(dá)不到規(guī)定的要求:37HRC~45HRC,裝配好的產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量。感應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)子軸心部淬火硬度達(dá)到規(guī)定要求,必須要按淬火工藝進(jìn)行感應(yīng)回火?；鼗鹁褪菍⒋慊鸷蟮墓ぜ匦录訜岬脚R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(yīng)淬火

鋼平面滾道軸承是火箭、、發(fā)射裝置中用于回轉(zhuǎn)支承的重要部件。其滾道表面應(yīng)采用中頻感應(yīng)連續(xù)淬火回火?；∶嬉蟠慊餒RC50~55,硬化層深度3.0mm,允許2處共有<40mm長、HRC>45的淬火軟帶區(qū),不允許有密集的發(fā)紋。

滾道圈嵌鑲在框架之中,采用中頻感應(yīng)淬火機床，專用淬火操縱臺和工件回轉(zhuǎn)驅(qū)動架等輔助裝置。中頻淬火工藝在滾道弧面上連續(xù)漸進(jìn)預(yù)熱、加熱噴射淬火。根據(jù)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(guān)系,確定齒圈的加熱參數(shù)。調(diào)整、校正置于回轉(zhuǎn)驅(qū)動架上的軸承滾道,對回轉(zhuǎn)架中心的不同心度和不平行度小于0.6mm 。感應(yīng)器施感導(dǎo)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(xù)噴射淬火介質(zhì)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(zhì)。聚乙烯醇淬火介質(zhì)冷卻能力強。

錐齒輪高頻感應(yīng)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(yīng)器進(jìn)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(yīng)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(yīng)淬火設(shè)備。采用同時加熱噴水冷卻。高頻感應(yīng)淬火所用 感應(yīng)器為錐形感應(yīng)器,感應(yīng)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(yīng)器對錐齒輪齒部進(jìn)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。