提升齒輪硬度的方式：感應(yīng)加熱及淬火

齒輪旋轉(zhuǎn)淬火（使用環(huán)形感應(yīng)器）

旋轉(zhuǎn)淬火是的感應(yīng)齒輪硬化方法，并且它特別適用于中等大小的齒輪。在加熱期間旋轉(zhuǎn)齒輪以確保能量的均勻分布?？梢允褂铆h(huán)繞整個齒輪的感應(yīng)器。當(dāng)應(yīng)用感應(yīng)器時(shí)，有五個參數(shù)對硬度起主要作用：頻率，功率，循環(huán)時(shí)間，感應(yīng)器幾何形狀和淬火條件。通過加熱時(shí)間，頻率和功率的變化獲得的感應(yīng)淬火圖案。通常，當(dāng)僅需要硬化齒尖時(shí)，花鍵軸淬火成套設(shè)備技術(shù)參數(shù)，應(yīng)結(jié)合較短的加熱時(shí)間來施加較高的頻率和較高的功率密度。為了硬化齒根，使用較低的頻率。

感應(yīng)淬火是一個兩步過程：加熱和淬火。兩個階段都很重要。在旋轉(zhuǎn)淬火應(yīng)用中有三種方法來淬火齒輪

1.將齒輪浸入淬火槽中。這種技術(shù)特別適用于大齒輪；

2.使用集成噴霧淬火“就地”淬火。中小型齒輪通常使用這種技術(shù)淬火；

3.使用位于感應(yīng)器下方的單獨(dú)的同心噴霧滅火塊（淬火）。淬火-蒸氣層，沸騰和對流熱傳遞的三個階段的經(jīng)典冷卻曲線不能直接應(yīng)用于噴射淬火。由于噴射淬火的性質(zhì)，兩個階段被大大抑制。同時(shí)，在對流階段期間的冷卻更嚴(yán)重。齒輪幾何形狀和轉(zhuǎn)速是在齒輪淬火期間對淬火流動和冷卻嚴(yán)重性具有顯著影響的其它因素。同樣重要的是避免感應(yīng)器和淬火系統(tǒng)相對于齒輪和齒輪擺動的偏心。即使齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪擺動將導(dǎo)致齒輪的特定部分在加熱期間更熱，因?yàn)椴还苄D(zhuǎn)，它將總是更靠近線圈。除了不均勻加熱以外，擺動還引起不均勻淬火，導(dǎo)致額外的硬度不均勻性和齒輪形狀變形。已經(jīng)報(bào)道，使用齒輪旋轉(zhuǎn)硬化技術(shù)而不是“逐齒”或“間隙”方法在齒根內(nèi)獲得更有利的壓縮應(yīng)力。

感應(yīng)加熱表面淬火在汽車末端齒輪上的應(yīng)用

滲碳處理是目前汽車和拖拉機(jī)重載齒輪主要的熱處理淬火方式。但是，經(jīng)過這種處理后的零件加工性不高，因?yàn)楹穸炔淮蟮凝X冠會產(chǎn)生徑向和端面變形。

對齒輪的每個齒進(jìn)行感應(yīng)加熱后再進(jìn)行冷卻淬火的方式，齒輪的耐磨性不亞于滲碳方式處理過的齒輪。

對于感應(yīng)加熱表面淬火復(fù)雜的過程是保證感應(yīng)器與淬火表面之間的固定間隙。通過的定位控制，以確保感應(yīng)器與齒輪淬火面的間隙保持在一定的誤差范圍內(nèi)。為了使沿齒面輪廓的淬火層達(dá)到均勻的厚度，在淬火時(shí)待加工表面相對于感應(yīng)器的移動速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。利用運(yùn)動的感應(yīng)器從一個齒頂經(jīng)齒窩到達(dá)下一個相鄰的齒頂，使工作面很窄小的區(qū)域被加熱和冷卻，這種對齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝性。

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花鍵軸淬火、凸輪軸淬火、齒輪軸淬火分別用什么樣的軸類淬火機(jī)

齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩的機(jī)械零件，一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑，機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件就裝在軸上。為提高齒輪軸的破斷能力，獲得高硬度、強(qiáng)耐磨性，可選用齒輪軸淬火設(shè)備。

齒輪軸淬火設(shè)備以IGBT為主要器件，功率電路以串聯(lián)振蕩為基本特征，控制電路以頻率自動跟蹤，每臺設(shè)備都配有相應(yīng)的感應(yīng)器，可段瞬間達(dá)到工件淬火所需溫度，使工件表層的溫度升高，不會對工件其它部位造成氧化反應(yīng)。

可以看出一點(diǎn)：不管是花鍵軸淬火還是凸輪軸淬火亦或是齒輪軸淬火都選用的是感應(yīng)類的軸類淬火設(shè)備，三種淬火設(shè)備的工作原理相同：將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時(shí)，周圍即產(chǎn)生交變磁場。交變磁場的電磁感應(yīng)作用使工件內(nèi)產(chǎn)生封閉的感應(yīng)電流──渦流。電流在工件截面上的分布很不均勻，工件表層電流密度很高，向內(nèi)逐漸減小，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使表層的溫度升高，即?shí)現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高，工件表層與內(nèi)部的電流密度差則越大，加熱層越薄。在加熱層溫度超過鋼的臨界點(diǎn)溫度后迅速冷卻，即可實(shí)現(xiàn)表面淬火。

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