感應(yīng)加熱表面淬火在汽車末端齒輪上的應(yīng)用

滲碳處理是目前汽車和拖拉機(jī)重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是，經(jīng)過這種處理后的零件加工性不高，因為厚度不大的齒冠會產(chǎn)生徑向和端面變形。

對齒輪的每個齒進(jìn)行感應(yīng)加熱后再進(jìn)行冷卻淬火的方式，齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。

對于感應(yīng)加熱表面淬火復(fù)雜的過程是保證感應(yīng)器與淬火表面之間的固定間隙。通過的定位控制，以確保感應(yīng)器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內(nèi)。為了使沿齒面輪廓的淬火層達(dá)到均勻的厚度，在淬火時待加工表面相對于感應(yīng)器的移動速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。利用運(yùn)動的感應(yīng)器從一個齒頂經(jīng)齒窩到達(dá)下一個相鄰的齒頂，使工作面很窄小的區(qū)域被加熱和冷卻，這種對齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝性。

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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，凸輪軸淬火機(jī)維護(hù)，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。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?，F(xiàn)以直徑20mm的電機(jī)轉(zhuǎn)子為例進(jìn)行說明，電機(jī)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(jī)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(jī)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℃)。

感應(yīng)淬火技術(shù)在風(fēng)電增速齒輪箱內(nèi)齒圈上的應(yīng)用

在齒輪的強(qiáng)化方法中，感應(yīng)淬火與調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮一起構(gòu)成四大基礎(chǔ)工藝?？紤]到生產(chǎn)實際，在風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈的批量生產(chǎn)中采用滲氮或感應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進(jìn)行加工。

1.感應(yīng)淬火工藝

風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈一般采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術(shù)進(jìn)行感應(yīng)淬火。采用設(shè)計制造合理的感應(yīng)器，配合的工藝參數(shù)控制，可以生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良、穩(wěn)定的感應(yīng)淬火齒圈。

2.感應(yīng)淬火的優(yōu)缺點(diǎn)

將感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電增速箱內(nèi)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(yīng)淬火共有優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn)：

（1）相比于氮化，其對基體硬度和組織要求可以適當(dāng)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(yīng)磨量較小，設(shè)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(jī)械化和自動化，設(shè)備緊湊，使用方便，勞動條件好。

但使用感應(yīng)淬火技術(shù)對內(nèi)齒圈進(jìn)行加工，尚有以下困難及缺點(diǎn)待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗周期較長，感應(yīng)器設(shè)計/相關(guān)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(shè)計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點(diǎn)也是未來需要改進(jìn)和克服的地方；批量生產(chǎn)時，發(fā)生批量事故風(fēng)險較大，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系和較高的質(zhì)量控制水平來進(jìn)行控制。

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