齿轮淬火
齿轮淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
齿轮淬火的必要性
有些零件(包括齿轮在内)在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。热处理技术要求及零件结构特点零件材料为45钢,要求波形槽部分感应淬火,硬度≥55HRC,有效硬化层深≥2mm。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。
齿轮淬火目的
齿轮淬火原理:将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小,这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热。齿轮淬火齿轮淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火。
半轴法兰圆角感应淬火
半轴是汽车上传递扭矩的重要零件 ,过去半轴多采用调质处理 ,随着感应淬火技术的发展 ,目前国内外汽车半轴基本上都采用感应淬火取代调质 ,使半轴疲劳寿命成倍提高。
半轴设计给感应热处理带来了较大的难度 ,首先 ,采用一只感应器既要满足杆部深层淬火 ,又要满足法兰部圆角大直径范围淬火 ,其功率分配较难掌握。其次 ,较细的杆径 ,较深的淬火层使零件淬火变形的控制成为难点。因此必须设计的感应器满足以克服以上的难点。新设计的感应器有以下优点 :镶嵌导磁体迫使磁力线向圆角集中 ,提高了平面加热效率 ,大大加强了圆角淬火的效果。车轴表面强化工艺的选择对于绝大部分轴类零件,通常采用高频或中频表面淬火来提高其使用寿命。通过实际生产及测试,淬火后的半轴具有很高的强韧性 ,实现了强度、塑性和韧性的合理配合。工艺采用立式淬火机床连续淬火,可以大批量生产品质优良的半轴。
边轮支承轴的中频感应淬火
轮边支承轴是一种大型重载外圆变截面感应淬火零件,其材料从欧洲进口 (零件材料按欧洲标准 ) ,成分接近于国内的 35G钢 ,热处理要求十分严格。硬化层深度要求较深 ,且在不同截面处的硬化层深度要求不一 ,台阶处要求连续过渡。齿圈(包括外齿圈和内齿圈)作为常用的机械传动零件,特别是大直径齿圈通过感应加热淬火工艺进行表面强化,达到实际应用中所需要的硬度。淬火加热及冷却系统在完成一个工作程序后 ,回到起始工作位置时 ,其重复定位精度误差不能超过 0.05mm ,系统的移动速度应均匀平稳 ,能在规定的不同位置停留 ,在不同区域以不同的规定速度工作 ,这样才能保证工件不同截面及尺寸过渡区的硬化层深度达到工艺要求 ,产品质量连续、稳定、可靠。
感应淬火设备是保证质量的前提 ,在正常生产过程中应尽可能减少人为因素对产品质量造成的影响 ,即自动化程度要高 ,不同工件的成熟工艺及参数等都应能存储 ,随时调用。感应器截面是斜面状 ,使用安装时感应器底部尽可能贴近工件的环形面 ,感应器内径也比常规尺寸偏大 ,使其稍离圆柱区。(3)轮齿表面有很高的残余压应力,齿心部由于热透,硬度略有提高,因此轮齿的抗弯性强度得到提高,综合力学性能好。适当停留感应器 ,由于热传导和微弱感应双重影响 ,使环形区与圆柱区之间的过渡区 得以加热 ;之后 ,感应器沿圆柱区向花键区方向移动 ,并根据硬化层深度要求不同 ,设定不同的移动速度和加热功率 ,并冷却 ,可以获得预期的硬化层。
曲轴淬火感应淬火设备的技术
曲轴淬火感应器,特别是半环型感应器造价昂贵,因此如何降低造价,提率及增长使用寿命已成为主要的目标。
已研制出固定式(静止式)曲轴淬火感应器,其特点是:加热时工件不转动,节能、,感应器寿命长。
根据生产率和工件构造,有几种设备的技术可以适用以下四种主要操作:
1.周围喷淋 一个的喷淋装置将保护气体带给进行淬火的工件。它可以连接气体或淬火液回路。在使用的时候,必须增加一个围堵装置以缩小需要气体的区域。
2.手套式操作箱 对低产量和半自动生产方式而言,手套式操作箱方案是经济、简单的方案。充气室的简化版早就被证明对于保护大、中、小复合的工件的气体而言都适用。新设计的感应器有以下优点:镶嵌导磁体迫使磁力线向圆角集中,提高了平面加热效率,大大加强了圆角淬火的效果。这个箱子的结构可以根据实际需要来订制,通常在加工过程中是密封的,系统像半开口容器系统一样简单,以减少结垢。
3.充气室 该设备的设计是用于大工件的,并需要有完整的全封闭的工作区域。从外部对工件的上下料操作需要一个自动化方案,并且需要适应大部件。为减少旋转工作台转动以及扫描台或其他机械装置产生的气流的干扰,可以为系统额外添加一个局部喷淋器。