齒輪感應淬火的作用與目的
近年來 ,隨著齒輪生產商對技術認識的不斷提高,帶來了多方面的改進,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生少的熱量。并不是所有的齒輪都適應感應淬火 ,外螺旋直齒輪、蝸桿齒輪、內齒輪、齒條和鏈齒屬于典型的感應淬火齒輪零件。相反,錐齒輪、雙曲面齒輪和非圓形齒輪幾乎不使用感應熱處理。
與滲碳和滲氮相比,感應淬火不要求齒輪整體加熱。通過感應淬火,可將熱量地施加于特定的區域,使該區域產生所期望的相變 (例如齒廓、齒根和齒頂有選擇的硬化) ,且對其余區域的影響很小。根據應用情況,齒部硬度范圍一般是 42~60 hrc。
齒輪感應淬火的一個目的是在齒輪的特殊部位得到細晶的全馬氏體層 ,以提高硬度和耐磨性。 但不會使其余部分受熱處理的影響。 硬度的增強也提高了接觸疲勞強度 ,由于同時增強了硬度、耐磨性并可獲得細晶粒的馬氏體層 ,所以可以使用廉價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) 。 對于含碳量高的鋼和鑄鐵 ,尤其如此。
齒輪感應淬火的另外一個目的是增加齒輪表面壓應力。這是很重要的,因為它有助于抑制裂紋的產生,也阻止了拉應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境) 決定了所需要的表面硬度、芯部硬度、硬度斷面、齒輪強度和殘余應力分布。
1、淬硬層分布不勻,一側硬度高、硬層深,另一側硬度低、硬層淺。這是因為沿齒溝感應淬火與圓環感應器回轉感應淬火相比,位置敏感度-,需要設計制造定位裝置,以-齒側與感應器的間隙高度對稱分布。若不對稱,還可能造成間隙小的一側發生感應器與零件短路打弧,使感應器早期損壞。
2、已淬硬齒側退火。原因是輔助冷卻裝置調整不-或冷卻液量不足。
3、感應器鼻尖部分銅管過熱。在采用非埋入式沿齒溝掃描淬火工藝時,因感應器與零件間的間隙相對較小,受加熱面的熱輻射,以及鼻部銅管有限尺寸的約束,銅管極易過熱燒壞,使感應器損壞。因此,感應器要-有足夠流量和壓力的冷卻介質通過。
4、感應處理過程中齒圈的形狀、位置變化。沿齒溝掃描淬火時,處理齒會脹出0.1~0.3mm。形變、熱膨脹、感應器調整不當會造成零件與感應器相碰而損壞。因此,齒輪淬火設備定制廠家,在決定感應器與齒側間隙時要考慮熱膨脹因素,并采用適當的限位裝置來-間隙。
5、感應器導磁體性能退化。導磁體工作條件-,處于高密磁場、高電流環境下,極易過熱損壞,同時淬火介質、銹蝕都會使其性能退化。因此,要做好感應器的日常維護和保養。
滲碳處理是目前汽車和拖拉機重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是,經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生徑向和端面變形。
對齒輪的每個齒進行感應加熱后再進行冷卻淬火的方式,齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。
對于感應加熱表面淬火復雜的過程是-感應器與淬火表面之間的固定間隙。通過的定位控制,以-感應器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內。為了使沿齒面輪廓的淬火層達到均勻的厚度,在淬火時待加工表-對于感應器的移動速度要平穩地由齒頂處的值變化至值。利用運動的感應器從一個齒頂經齒窩到達下一個相鄰的齒頂,使工作面很窄小的區域被加熱和冷卻,這種對齒 面持續不斷淬火的方法有重大的工藝-性。
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