齿圈高频淬火过程中常见问题与对策
感应加热淬火工艺简单、、节能等特点受到了大家的欢迎,尤其现在对环保抓的比较严的当下,在大环境下可以说感应淬火是一种趋势,齿轮淬火机惠,齿圈高频淬火设备就是应用的感应淬火原理。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。
齿圈感应加热淬火有四种,沿齿沟感应淬火、逐齿感应淬火、回转感应淬火、双频感应淬火。
1、沿齿沟感应淬火:使齿面和齿根得到硬化,齿顶中部无淬硬层。此法热处理变形小,但生产效率低。
2、逐齿感应淬火:齿面硬化,齿根无硬化层,提高齿面的耐磨性,但因热影响区的存在,会降低齿的强度。
3、回转感应淬火:单圈扫描淬火或多匝同时加热淬火,齿部基本淬透,齿根硬化层浅。适于中小齿轮,不适于高速、重载齿轮。
4、双频感应淬火:中频预热齿槽,高频加热齿顶,得到基本沿齿廓分布的硬化层。
齿圈高频淬火过程中常见问题与对策(这里主要以沿齿沟感应淬火方法为例)
薄壁齿轮的超音频感应加热淬火
薄壁齿轮材料及热处理技术要求
齿轮材料为45钢。热处理技术要求是齿坯正火到179-299HB,精切齿后沿齿沟高频感应加热淬火到硬度48—55HRC。齿根淬硬层深度≥0.5mm。
淬火加热电源设备
淬火机床功率100kW,加热频率100kHz。感应器采用螺旋状,同时感应器设计时增大与齿轮的耦合,提升感应加热的速度。
加热工艺参数
加热采用全齿同时加热方式。通过加热电源输入功率的调节控制齿轮感应加热时获得的比功率,从而控制感应加热速度。加热后采用喷水冷却的方式。
1、淬硬层分布不匀,一侧硬度高、硬层深,另一侧硬度低、硬层浅。这是因为沿齿沟感应淬火与圆环感应器回转感应淬火相比,位置敏感度很高,需要设计制造定位装置,以保证齿侧与感应器的间隙高度对称分布。若不对称,还可能造成间隙小的一侧发生感应器与零件短路打弧,使感应器早期损坏。
2、已淬硬齿侧退火。原因是辅助冷却装置调整不到位或冷却液量不足。
3、感应器鼻尖部分铜管过热。在采用非埋入式沿齿沟扫描淬火工艺时,因感应器与零件间的间隙相对较小,受加热面的热辐射,以及鼻部铜管有限尺寸的约束,铜管极易过热烧坏,使感应器损坏。因此,感应器要保证有足够流量和压力的冷却介质通过。
4、感应处理过程中齿圈的形状、位置变化。沿齿沟扫描淬火时,处理齿会胀出0.1~0.3mm。形变、热膨胀、感应器调整不当会造成零件与感应器相碰而损坏。因此,在决定感应器与齿侧间隙时要考虑热膨胀因素,并采用适当的限位装置来保证间隙。
5、感应器导磁体性能退化。导磁体工作条件恶劣,处于高密磁场、高电流环境下,极易过热损坏,同时淬火介质、锈蚀都会使其性能退化。因此,要做好感应器的日常维护和保养。
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