感應(yīng)淬火技術(shù)在風(fēng)電增速齒輪箱內(nèi)齒圈上的應(yīng)用

在齒輪的強(qiáng)化方法中，感應(yīng)淬火與調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮一起構(gòu)成四大基礎(chǔ)工藝。考慮到生產(chǎn)實(shí)際，在風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈的批量生產(chǎn)中采用滲氮或感應(yīng)淬火工藝可以獲得比較高的生產(chǎn)效率及較低的生產(chǎn)成本。具體采用何種工藝主要由客戶要求、自身工藝控制水平及生產(chǎn)效率成本等因素而定。根據(jù)ISO6336標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對(duì)模數(shù)大于16的內(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進(jìn)行加工。4、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)省勞動(dòng)力與環(huán)保：采用低誶透性鋼制造齒輪等零件，用感應(yīng)淬火，它首先是鋼材無合金元素，節(jié)省了材料費(fèi)用，感應(yīng)加熱是局部加熱淬火，時(shí)間短，因此大大節(jié)能。

1.感應(yīng)淬火工藝

風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈一般采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術(shù)進(jìn)行感應(yīng)淬火。采用設(shè)計(jì)制造合理的感應(yīng)器，配合的工藝參數(shù)控制，可以生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良、穩(wěn)定的感應(yīng)淬火齒圈。

2.感應(yīng)淬火的優(yōu)缺點(diǎn)

將感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈上，不僅具有生產(chǎn)、節(jié)約能源、環(huán)境污染小以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等感應(yīng)淬火共有優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn)：

（1）相比于氮化，其對(duì)基體硬度和組織要求可以適當(dāng)放寬。

（2）相比于滲碳淬火，工件不是整體加熱，變形較小，故相應(yīng)磨量較小，設(shè)計(jì)放模量可減少，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。

（3）批量生產(chǎn)時(shí)交貨期短，滿足一些客戶需求。

（4）便于機(jī)械化和自動(dòng)化，設(shè)備緊湊，使用方便，勞動(dòng)條件好。

但使用感應(yīng)淬火技術(shù)對(duì)內(nèi)齒圈進(jìn)行加工，尚有以下困難及缺點(diǎn)待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗(yàn)周期較長，感應(yīng)器設(shè)計(jì)/相關(guān)工藝參數(shù)選擇需要慎之又慎；不能實(shí)現(xiàn)全齒寬淬硬。目前可滿足設(shè)計(jì)上80%齒寬高符合工藝要求，這一點(diǎn)也是未來需要改進(jìn)和克服的地方；單齒一次加熱或掃描淬火單齒一次加熱淬火中頻8～10kHz常用于m=8mm以上的大模數(shù)齒輪。批量生產(chǎn)時(shí)，發(fā)生批量事故風(fēng)險(xiǎn)較大，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系和較高的質(zhì)量控制水平來進(jìn)行控制。

解決花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度不均勻性問題：

(1)減少感應(yīng)器高度在保證感應(yīng)器本身強(qiáng)度及內(nèi)部冷卻系統(tǒng)冷卻能力的前提下,減少感應(yīng)器高度,使感應(yīng)器可以進(jìn)入花鍵三分之一后就開始加熱,使感應(yīng)器預(yù)熱部位的作用得以充分發(fā)揮。

(2)增加預(yù)熱工藝增加預(yù)熱工藝,感應(yīng)器在花鍵軸鍵槽下部起始位置加熱一、二秒后開始運(yùn)動(dòng),增加花鍵軸鍵槽下部加熱效果。這樣達(dá)到花鍵軸同一鍵槽各部位淬火加熱溫度的均勻。

感應(yīng)在中國是感應(yīng)熱處理，致力于感應(yīng)淬火技術(shù)的研發(fā)已有十多年的歷程，目前擁有多項(xiàng)核心，其淬火機(jī)床已應(yīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域傳動(dòng)部件及動(dòng)力輸出部件的感應(yīng)淬火。

汽車半軸局部感應(yīng)加熱感應(yīng)器的類型

仿型的多孔位感應(yīng)器形式

仿型的多孔位感應(yīng)器中每只感應(yīng)器為仿型的感應(yīng)器,進(jìn)、出料在線圈的同一端。各感應(yīng)器之間電氣連接方式,可以是并聯(lián),也可以是串聯(lián)。

人工送料、氣缸退料方式　感應(yīng)器水平放置,坯料放在感應(yīng)器前的托架上按節(jié)拍由人工送進(jìn)感應(yīng)器,感應(yīng)器的另一端裝有氣缸,這種氣缸中裝有兩個(gè)活塞,這種裝置可使缸的頂桿頭部有3個(gè)位置,個(gè)位置是進(jìn)料時(shí),頂桿作為定位擋;第2個(gè)位置是加熱時(shí),頂桿退出感應(yīng)器,以免頂桿受熱;第3 個(gè)位置是加熱時(shí)間結(jié)束推出加熱好的坯料。根據(jù)ISO6336標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對(duì)模數(shù)大于16的內(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進(jìn)行加工。

(2) 氣缸自動(dòng)送料、退料方式　感應(yīng)器傾斜放置,坯料放在感應(yīng)器前的氣缸缸體上的V型托架上,該氣缸缸桿固定不動(dòng),活塞(缸體) 可上下移動(dòng)。這樣活塞移動(dòng),帶動(dòng)缸體V型托架,將坯料端部移入感應(yīng)器進(jìn)行加熱,在進(jìn)料端由氣缸進(jìn)行定位,不需要在感應(yīng)器另一端定位。加熱時(shí)間結(jié)束,氣缸活塞下行,隨之帶動(dòng)缸體、V型托架,端部已經(jīng)加熱好的坯料退出感應(yīng)器,送入鍛壓設(shè)備成形。感應(yīng)器傾斜角度以坯料可以順利推上退下而不傾倒為原則。正確選擇加熱電流頻率可實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求,提高熱處理質(zhì)量,充分發(fā)揮設(shè)備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。

(3) 人工送料、人工退料方式　感應(yīng)器水平放置,人工送料,同人工退料。采用這種方式時(shí), 定位等都由操作者掌握。

依據(jù)汽車行業(yè)工件的特點(diǎn)，研制了針對(duì)汽車軸類、齒輪齒圈類、等速萬向節(jié)鐘型殼類、輪轂軸承類、等速萬向節(jié)三柱槽殼類零件的感應(yīng)淬火及回火。