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2025-03-25 08:08:05
齿轮感应淬火操作要点是什么?
1)齿轮全齿加热淬火时,应在淬火机床上进行,齿轮与定位心轴的间隙应≤0. 40mm,定位心轴台阶高为5~10mm即可汽车半轴淬火设备,太大时会对齿轮加热有影响齿轮淬火设备。
2)双联齿轮淬火时,当大、小齿轮的距离≤15mm时,先淬大齿轮,后淬小齿轮。加热小齿轮时,为防止将已淬硬的齿面加热,可采用三角形截面感应器,或用铜板屏蔽的方法。对于直径不大的双联齿轮,为提率,也可采用双圈感应器串联的方法一次完成淬火轴淬火设备。
3)具有内外齿的齿轮淬火时,应先淬内齿轮,后淬外齿轮。必要时可用水冷却内齿轮。
4)端面有离合卡爪的齿轮淬火时,应先淬卡爪,后淬齿轮。必要时可用水冷却卡爪。
5)在单件或零星生产中,为操作方便和省去制作感应器的过程花键轴淬火设备,可采取一些简便的淬火方法。例如:用普通外圆感应器加热锥齿轮。将感应器倾斜一定角度,使感应器低端靠近锥齿轮大端,感应器靠近锥齿轮小端,调整好感应器倾斜角度及其与锥齿轮的间隙,使锥齿轮在感应器中旋转,即可获得均匀加热。当用低高度感应器加热高度较高的圆柱齿轮时,可先加热齿轮的中间部位,然后上下移动齿轮,使齿轮沿齿宽方向温度均匀后即可冷却淬火。
6)大模数齿轮采用单齿连续加热淬火时,为保证感应器与齿部间隙的一致性,一般采用靠模对齿沟定位。
为什么齿轮感应淬火后的表面硬度会比普通淬火的高?
齿轮经过感应淬火后的表面温度会比普通的淬火处理高,这是感应淬火的特点,这也可以称为超硬现象。其实为什么齿轮淬火后表面的硬度更高呢?目前主要有两种解释。一是由于感应加热的方式,缩短了加热时间,在加热的过程中缺乏奥氏体晶粒产生的条件,因此导致了齿轮表面硬度提高了。第二种解释就是因为由于感应淬火时冷却速度快,在齿轮淬火表面层存在较大的残留压应力,从而提高了齿轮的表面硬度。
为了印证残留应力对金属工件的作用,我们特意将经过高频感应淬火设备淬火的工件切断,然后再将其与切断前的硬度做比较,发现经过切断后的硬度平均降低了2HRC以上,因此可以证明残留压应力去除之后,金属工件的硬度是会降低的。为什么齿轮残留留压应力会导致表面硬度的提高呢?我们还可以从另一方面来解释,这就是由于齿轮在经过感应设备淬火的时候,在低温回火过程中,齿轮硬度下降的比普通淬火的要多。
现在,大家明白了为什么要使用高频感应淬火设备了吗?因为齿轮感应淬火后的表面硬度会比普通淬火的更高,使用感应淬火设备,可获得高硬度高耐磨的金属工件,何乐而不为呢?
带偏心轮凸轮轴的感应加热淬火
凸轮轴是广泛应用于汽车、工程机械、拖拉机等发动机的重要零件,它与挺杆组成一对摩擦副,其主要作用是保证气阀定时开启和关闭。由于发动机的高速运转以及气门挺杆的冲击和磨损,在工作中除承受一定的弯曲和扭转载荷外,还要求具有良好的强度和表面耐磨性等。凸轮轴材料的选用主要取决于其在发动机中的工作条件、使用状况等。目前制造凸轮轴的材料、工艺种类较多,可分为钢和铸铁两大类。凸轮轴感应淬火机床必须对偏心轮表面淬硬。淬火机床具有两个工位,淬火变压器、感应器共两套,每个工位各一套。双工位可单独执行淬火程序,可对凸轮轴的各轴承档、凸轮档、偏心轮档单独进行加热、淬火。加热电源系统设备采用晶体管感应加热电源,输出功率范围可调。淬火机床控制部分该控制系统由西门子S840D数控系统构成,是该设备的核心部分,对淬火过程的凸轮轴运动、感应器移动、能量控制、冷却水和淬火介质的冷却、供给等进行控制,并具有自动监测和报警功能,能将故障编码和主要内容显示在主菜单上。可通过主菜单上的按钮进行操作,并对程序中各参数进行修改、保存,实现不同的淬火工艺。
汽车半轴感应加热电源电流频率及加热时间的选择
汽车半轴局部感应加热时频率的选择基于以下两个因素:
(1) 感应器的电效率,使其力求接近于极限值,这就要求有足够高的电流频率,因为电效率随频率而提高。
(2) 加热时间的情况下,保证工艺需要的心表温差,即要求适度降低电流频率。高的电效率短的加热时间,使局部加热必然会产生的局部热向毛坯非加热部位的热传导会更少。因此,局部感应加热的效率,基本上取决于电流频率的正确选择。电流频率可依据半轴坯料的的直径来选择电流的频率。
坯料以给定的心表温度差由起始温度(这里取600 ℃)加热到锻压温度所需要的时间,称为加热时间。在给定心表温度差(如100 ℃温差规范)的前提下,加热时间只取决于电流的频率(它决定电流透入深度)、坯料的物理性质(导热性)以及坯料的直径(坯料的直径减去电流透入深度决定了平均热传导的距离)。
加热时间的确定非常重要,坯料在感应器内实际的加热时间小于确定的加热时间, 从感应器内出来的坯料的心表温差将大于100 ℃,而达不到锻压需要的温度要求;如果大于确定的时间,将会造成能耗的增加,工作节拍延长,生产效率降低,加热段向非加热段热传导增加,甚至造成加热段过烧、坯料报废的严重后果。坯料直径按直径来进行加热时间的计算。
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。
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