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,齿轮淬火机技术参数,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。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。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。
齿轮双频感应加热过程及齿轮材质的选择
双频加热的原理是使用低高两种频率的热源。首先,以较低频率的热源加热(3—10kHz),为齿轮预热提供所需能量。
随后,立即进行高频热源加热,频率范围100-250kHz之间。频率选择依齿轮尺寸及周节大小而定。高频热源将迅速使全部齿轮外表面加热至淬火温度,然后齿轮立即淬火,获得设计所规定的硬度。
在双频加热中,固定在心轴上旋转着的齿轮接受预热,随后一个快速“脉冲使之达到终适宜的淬火温度后,工件被送入水中淬火。全部过程共需30秒钟。
这一过程为计算机所控制。由于加热速度快,表面无氧化、脱碳现象,外观质量及心部材料的性能仍保持不变。
制造齿轮有多种材料,从工艺及经济的观点出发,钢得到广泛应用。
含碳量决定钢能达到的硬度。通常用于感应热处理的钢,视其表面的设计硬度要求,含碳量一般为0.40,0.50或0.60%为宜。
要使零件在局部加热之后淬火硬化,钢的含碳量必须达到设计硬度的要求。
双频感应淬火解决这一问题的办法是,严格控制热处理变形,使变形量限制在太多数齿轮的设计要求范围之内。
齿轮淬火处理有其特点,双频感应处理是各种方法中较理想的。在常规处理中,要同时满足一定的硬化层深度及变形要求是困难的,因为两者会相互影响,相互制约。而双频感应方法仅对齿轮的局部提供淬火所必须的能量(比常规生产减少2—3倍),因此,变形范围及硬化深度均达到设计要求。
大型轴承圈滚道中频感应淬火
钢平面滚道轴承是火箭、、发射装置中用于回转支承的重要部件。其滚道表面应采用中频感应连续淬火回火。弧面要求淬火HRC50~55,硬化层深度3.0mm,允许2处共有<40mm长、HRC>45的淬火软带区,不允许有密集的发纹。
滚道圈嵌镶在框架之中,采用中频感应淬火机床,淬火操纵台和工件回转驱动架等辅助装置。中频淬火工艺在滚道弧面上连续渐进预热、加热喷射淬火。调整、校正置于回转驱动架上的轴承滚道,对回转架中心的不同心度和不平行度小于0.6mm 。感应器施感导体的工作面与滚道表面间隙2~4 mm。轴承圈滚道表面中频连续喷射淬火介质常用 0.05~0.3%聚乙烯醇水溶液、4~10%乳化油水溶液或其它油类介质。聚乙烯醇淬火介质冷却能力强。
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