提升齿轮硬度的方式:感应加热及淬火
齿轮旋转淬火(使用环形感应器)
旋转淬火是的感应齿轮硬化方法,并且它---适用于中等大小的齿轮。在加热期间旋转齿轮以---能量的均匀分布。可以使用环绕整个齿轮的感应器。当应用感应器时,有五个参数对硬度起主要作用:频率,功率,循环时间,感应器几何形状和淬火条件。通过加热时间,频率和功率的变化获得的感应淬火图案。通常,当仅需要硬化齿尖时,应结合较短的加热时间来施加较高的频率和较高的功率密度。为了硬化齿根,使用较低的频率。
感应淬火是一个两步过程:加热和淬火。两个阶段都很重要。在旋转淬火应用中有三种方法来淬火齿轮
1.将齿轮浸入淬火槽中。这种技术---适用于大齿轮;
2.使用集成喷雾淬火“就地”淬火。中小型齿轮通常使用这种技术淬火;
3.使用位于感应器下方的单独的同心喷雾灭火块(淬火)。淬火-蒸气层,沸腾和对流热传递的三个阶段的---冷却曲线不能直接应用于喷射淬火。由于喷射淬火的性质,两个阶段被---抑制。同时,在对流阶段期间的冷却更---。齿轮几何形状和转速是在齿轮淬火期间对淬火流动和冷却---性具有显着影响的其它因素。同样重要的是避免感应器和淬火系统相对于齿轮和齿轮摆动的偏心。即使齿轮旋转,齿轮摆动将导致齿轮的特定部分在加热期间更热,因为不管旋转,它将总是更靠近线圈。除了不均匀加热以外,摆动还引起不均匀淬火,导致额外的硬度不均匀性和齿轮形状变形。已经---,使用齿轮旋转硬化技术而不是“逐齿”或“间隙”方法在齿根内获得更有利的压缩应力。
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---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,---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,内齿轮淬火设备特点,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---)、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---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---后果。坯料直径按直径来进行加热时间的计算。
车轴的感应淬火
40钢车轴表面感应淬火强化工艺研究是我国高速铁路的发展需要,填补国内在这项领域的技术空白。
车轴表面强化工艺的选择对于绝大部分轴类零件,通常采用高频或中频表面淬火来提高其使用寿命。动车轴、机车轴是一种即传递动力而又起支撑作用的心轴,而车辆轴是一种不传递动力而只起支撑作用的心轴,主要承受弯曲或弯曲疲劳负荷。统计表明大多数的各类轴均因疲劳断裂和微动磨蚀磨损而失效。为了避免发生脆性断裂,满足强度与韧性的要求,目前车轴常采用调质或正火工艺,但往往因疲劳与微动磨蚀磨损性能欠佳,而没有达到应有的使用寿命。实践表明,在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理,可使服役寿命---地延长。因此,这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。车轴表面强化一般主要分喷涂 +滚压强化和感应淬火强化两种,滚压强化因其强化---较浅,硬度较低,提高服役寿命有限。中频感应淬火加热适中,适合车轴表面加热---。日本、法国均采用中频感应淬火强化。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后,由于心部高的有效韧性和塑性,允许其硬化层有较高的硬度,以保持高的耐磨性、强度和残余压应力,充分发挥材料的潜力。国外对车轴中频感应淬火从过去的局部淬火、分段淬火,发展到现在的表面全长淬火。
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