齒輪感應(yīng)淬火的作用與目的

近年來 ，隨著齒輪生產(chǎn)商對(duì)技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷提高，帶來了多方面的改進(jìn)，如低噪音、輕量化、低成本和高承載能力等，使得齒輪副在高速和大扭矩作用下產(chǎn)生少的熱量。并不是所有的齒輪都適應(yīng)感應(yīng)淬火 ，外螺旋直齒輪、蝸桿齒輪、內(nèi)齒輪、齒條和鏈齒屬于典型的感應(yīng)淬火齒輪零件。相反，錐齒輪、雙曲面齒輪和非圓形齒輪幾乎不使用感應(yīng)熱處理。

與滲碳和滲氮相比，感應(yīng)淬火不要求齒輪整體加熱。通過感應(yīng)淬火，可將熱量地施加于特定的區(qū)域，使該區(qū)域產(chǎn)生所期望的相變 (例如齒廓、齒根和齒頂有選擇的硬化) ，且對(duì)其余區(qū)域的影響很小。根據(jù)應(yīng)用情況，齒部硬度范圍一般是 42～60 HRC。

齒輪感應(yīng)淬火的一個(gè)目的是在齒輪的特殊部位得到細(xì)晶的全馬氏體層 ，以提高硬度和耐磨性。 但不會(huì)使其余部分受熱處理的影響。 硬度的增強(qiáng)也提高了接觸疲勞強(qiáng)度 ，由于同時(shí)增強(qiáng)了硬度、耐磨性并可獲得細(xì)晶粒的馬氏體層 ，所以可以使用廉價(jià)的中高碳鋼或低合金鋼去替代較貴的高合金鋼。

并非總是能夠得到全馬氏體層 ，根據(jù)鋼的品種不同 ，硬化層不可避免存在殘余奧氏體 (除非使用低溫處理) 。 對(duì)于含碳量高的鋼和鑄鐵 ，尤其如此。

齒輪感應(yīng)淬火的另外一個(gè)目的是增加齒輪表面壓應(yīng)力。這是很重要的，因?yàn)樗兄谝种屏鸭y的產(chǎn)生，也阻止了拉應(yīng)力引起的彎曲疲勞性能的下降。這種鋼鐵的使用 ，使它原先的顯微組織和齒輪工況 (包括載荷情況和操作環(huán)境) 決定了所需要的表面硬度、芯部硬度、硬度斷面、齒輪強(qiáng)度和殘余應(yīng)力分布。

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(diǎn)是其他熱處理工藝難以比擬和取代的。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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)而倍受歡迎。在齒輪的強(qiáng)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(guó)外感應(yīng)加熱淬火的應(yīng)用還是比較廣泛的。在日本，鐵路機(jī)車齒輪，包括高速機(jī)車齒輪以感應(yīng)淬火為主。在美國(guó)，感應(yīng)淬火齒輪的典型應(yīng)用包括:(1)大型挖掘機(jī)齒輪。(2)重載起重機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪。(3)軋?zhí)菣C(jī)的大扭矩傳動(dòng)齒輪。(4)軋鋼機(jī)的主驅(qū)動(dòng)齒輪，剪切機(jī)齒輪以及卷曲機(jī)械齒輪。(5)水泥磨驅(qū)動(dòng)齒輪。

我國(guó)的感應(yīng)加熱電源及淬火設(shè)備針對(duì)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，齒輪表面淬火設(shè)備哪里有，如前景看好的雙頻、多頻，同時(shí)加熱大功率電源、脈沖加熱電源、CNC齒輪淬火機(jī)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(chǎng)。

汽車半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類型

等直徑變?cè)丫喔袘?yīng)器 當(dāng)變截面圓柱體毛坯加熱時(shí)，例如帶臺(tái)階的變徑毛坯，在同一加熱時(shí)間內(nèi)，必須保證在各個(gè)區(qū)段上析出不同的能量，能量也就是單位長(zhǎng)度上的功率與直徑區(qū)段相對(duì)應(yīng)。這一點(diǎn)靠各區(qū)段上磁場(chǎng)強(qiáng)度的相應(yīng)分布便可做到，為此感應(yīng)器應(yīng)做成變?cè)丫嗟?。直徑的區(qū)段上的匝距而磁場(chǎng)強(qiáng)度。為此要確定各個(gè)區(qū)段上的單位功率， 平均單位功率和平均單位匝數(shù)，感應(yīng)器的分段長(zhǎng)度。

以上這種變截面圓柱體毛坯加熱，感應(yīng)器設(shè)計(jì)為變?cè)丫啵瑑?yōu)點(diǎn)是感應(yīng)器可做成等直徑，不必仿型。

缺點(diǎn)是感應(yīng)器設(shè)計(jì)制作較復(fù)雜，對(duì)于相對(duì)較細(xì)的直徑來說感應(yīng)加熱的效率偏低。而且設(shè)備調(diào)試也較復(fù)雜。

因此目前在半軸二火補(bǔ)溫加熱時(shí)更多得采用仿型感應(yīng)器。感應(yīng)器設(shè)計(jì)為等匝距。

等匝距仿型感應(yīng)器 仿型感應(yīng)器加熱的基本原理是根據(jù)感應(yīng)加熱的電效率與感應(yīng)器線圈內(nèi)徑與坯料外徑之比有一定的函數(shù)關(guān)系來考慮的。

1.仿型的矩形感應(yīng)器形式

矩形感應(yīng)器又可稱為橢圓截面感應(yīng)器，與這種仿型的矩形感應(yīng)器配套的機(jī)械裝置常見的推料方式有3種情況:利用氣缸或液壓缸移動(dòng)坯料;鏈?zhǔn)交虬迨捷斔蛶б苿?dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

仿型的矩形感應(yīng)器存在以下問題:由于坯料形狀的特殊性，向感應(yīng)器進(jìn)料和出料時(shí)，坯料在感應(yīng)器內(nèi)移動(dòng)困難等問題。雖然感應(yīng)器制作工藝較簡(jiǎn)單，但機(jī)械動(dòng)作較復(fù)雜，這種方式較少采用。

2.仿型的U型感應(yīng)器形式

仿型的U型感應(yīng)器是坯料端部感應(yīng)加熱又一種常用的加熱方法。仿型的U型感應(yīng)器常見的坯料移動(dòng)方式，也有3種形式:利用氣缸推動(dòng)坯料;利用鏈(板)式移動(dòng)坯料;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)坯料。

這種仿形的U型感應(yīng)器的機(jī)械動(dòng)作雖然比較矩形感應(yīng)器簡(jiǎn)單一些，但感應(yīng)器的制作太復(fù)雜，人們也較少采用，另外，U型感應(yīng)器的效率也相對(duì)。

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