感應加熱表面淬火在齒輪傳動件上的應用

機械制造技術的進步向從事感應淬火工藝和設備工作的技術人員提出了愈來愈多的難題。為解決這些難題，必須研制新的技術裝備和采用新的工藝方法。

齒輪傳動件工作時承受各種類型的載荷，為提高零件在各種服役條件下的強度和壽命， 對熱處理提出了許多具體的要求。比如：只要在淺淬硬層的表面獲得高硬度就可以提高表面耐磨性。對于重載齒輪， 應增大輪齒高接觸載荷區(qū)即接近節(jié)圓直徑的淬硬層。沿齒廓即齒部和齒根淬火會提高在交變載荷下工作的齒輪的彎曲疲勞強度。淬硬層在齒根處斷開或齒根部淬硬層太淺，易產(chǎn)生應力集中，是很危險的。需解決的主要問題是選擇工作頻率和淬火方法，淬火方法對淬火感應器的研制提出了很高的要求。特殊設計感應器能夠仿齒溝形狀的淬硬層，這與工件中感應渦流的路徑有關。

在齒輪感應淬火領域，可為客戶提供：齒輪單齒淬火、齒輪整體淬火、大型齒輪淬火解決方案。整套淬火設備包括：晶體管感應加熱電源、淬火機床、設備冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)齒輪淬火過程全部自動化。

凸輪軸采用淬火設備進行淬火熱處理，其感應器是怎么樣的呢？

凸輪感應器有圓環(huán)形與仿形兩種。發(fā)動機凸輪感應器大都采用圓環(huán)形有效圈。為防止相鄰凸輪或軸頸受到磁場影響而回火，因此，需要在有效圈上跨上導磁體束，既提高感應器的效率，又防止磁力線散射。早期的凸輪感應器在有效圈兩端裝上導磁體板與短路環(huán)，同樣具有屏蔽效果，但損耗較大，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰。

凸輪感應器有時采用雙孔串聯(lián)，主要是為了利用變頻電源的功率，一般凸輪軸的軸頸數(shù)量少（如3個），而加熱表面積大，凸輪則數(shù)量多（如8個）而加熱面積小。因此，當采用雙工位凸輪軸淬火機時，雙孔凸輪感應器與單孔軸頸感應器交替工作，能得到恰當?shù)钠ヅ洹?/p>

凸輪軸軸頸感應器一般為一次加熱帶噴液結(jié)構，特殊尺寸的軸頸也有采用掃描淬火的。制動凸輪感應器，由于工件要求的淬硬部位為兩個圓弧面，現(xiàn)代制動凸輪感應器大都設計成仿形結(jié)構。為避免凸輪尖部溫度過高，有些感應器設計時，針對桃尖部裝有針形閥結(jié)構，凸輪加熱時，針閥小孔噴出微小的淬火冷卻介質(zhì)，進行溫度調(diào)整。

凸輪軸采用淬火設備進行淬火熱處理，其熱處理工藝主要是通過感應器實施的。因此，了解凸輪軸的淬火感應器具有非常重要的現(xiàn)實意義。

汽車輪轂軸分段感應淬火與整體感應淬火的工藝的區(qū)別

分段感應淬火和整體感應淬火在汽車輪轂軸上應用的進行對比。

1.分段感應淬火工藝

目前生產(chǎn)廠家大部分都設計采用復雜臺階的輪轂軸管結(jié)構，由于輪轂軸管特殊結(jié)構，目前感應淬火強化多采用分段多次進行。淬火強化區(qū)域包括兩段外圓柱面及三個過度圓角，淬火區(qū)域比較復雜。分段感應淬火技術有以下缺點：

（1）輪轂軸管有兩段不連續(xù)的淬火區(qū)，分兩道工序淬火，所需感應器品種多；

（2）淬火變形超差造成廢品率較高，且分段淬火生產(chǎn)節(jié)拍慢、成本高、工人勞動強度大；

（3）分段感應淬火形成的中間淬火軟帶降低了輪轂軸管的強度，由于淬火硬化區(qū)和軟帶硬度相差大，進入磨削工序軟帶部位粗糙度偏低，影響磨削質(zhì)量；

（4）分段感應淬火技術中圓角靠圓角的熱傳導帶起來，齒輪淬火機那個牌子好，臺階尖角部位存在明顯的過熱問題；

（5）分段感應淬火使零件儲熱少，自回火開裂風險增大。對于以上分段感應淬火技術所帶來的缺點，其中淬火變形問題可以采取加大磨削余量的辦法解決，但會增加部分磨削加工的成本；其他缺點在使用分段淬火技術時是無法解決辦法的，如需這些問題，需進一步優(yōu)化感應熱處理工藝。