齿轮感应淬火的应用前景
感应淬火是热处理行业所追求的清洁生产工艺,感应淬火所具有的一系列优点是其他热处理工艺难以比拟和取代的。感应加热淬火是热处理重要工艺之一,尤其以它具有生产、节约能源、环境污染小,以及易于实现自动化等优点而倍受欢迎。在齿轮的强化方法中,与调质、渗碳和渗氮一起构成四大基础工艺,在齿轮从软齿面向硬齿面技术发展的过程中,感应淬火工艺曾发挥了重要作用。
国外感应加热淬火的应用还是比较广泛的。在日本,铁路机车齿轮,包括高速机车齿轮以感应淬火为主。在美国,感应淬火齿轮的典型应用包括:(1)大型挖掘机齿轮。(2)重载起重机驱动齿轮。(3)轧糖机的大扭矩传动齿轮。(4)轧钢机的主驱动齿轮,剪切机齿轮以及卷曲机械齿轮。(5)水泥磨驱动齿轮。
我国的感应加热电源及淬火设备针对齿轮产品的工艺技术需要,开发成套装备和相应的工艺,如前景看好的双频、多频,同时加热大功率电源、脉冲加热电源、CNC齿轮淬火机床及配套的辅助设施和工艺软件等方面,内齿淬火设备特点,都具有巨大的市场。
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。
凸轮轴感应淬火
感应加热淬火具有加热速度快,生产,工件氧化脱碳少、淬火畸变小,劳动条件好,无污染和易于实现机械化、自动化等一系列优点。
对于凸轮轴感应淬火,传统渗碳炉装载量少,且淬火质量不高。淬火机床采用凸轮轴双工位感应淬火机床,该设备感应加热电源采用IGBT (与SCR可控硅相比,可靠性与节能效果更好,频率适配范围宽)。淬火机床可以严格控制冷却液喷射时间,使工件既能获得足够的表面硬度,又不会因冷却过于剧烈而开裂。凸轮轴淬火位置的调试首先根据凸轮轴的结构和尺寸,在程序中确定各档相对位置。通过肉眼观察感应器的位置及加热效果完成粗调,粗调并试淬后,进行金相分析测定淬硬层的分布状况,再进行位置微调。在确定加热功率和淬火液浓度后,为了保证淬硬层深度达到技术要求,还需要确定合适的加热时问,以保证在满足技术要求的前提下,提高生产效率。
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