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齒輪感應淬火的應用前景

感應淬火是熱處理行業(yè)所追求的清潔生產(chǎn)工藝,感應淬火所具有的一系列優(yōu)點是其他熱處理工藝難以比擬和取代的。感應加熱淬火是熱處理重要工藝之一,尤其以它具有生產(chǎn)、節(jié)約能源、環(huán)境污染小,以及易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點而倍受歡迎。在齒輪的強化方法中,與調(diào)質(zhì)、滲碳和滲氮一起構成四大基礎工藝,在齒輪從軟齒面向硬齒面技術發(fā)展的過程中,感應淬火工藝曾發(fā)揮了重要作用。如果用感應淬火使軸的中心部達到規(guī)定的硬度要求,那就要求感應設備加熱深度必須達到軸的中心部,而且中心部的溫度要達到臨界溫度以上。

國外感應加熱淬火的應用還是比較廣泛的。在日本,鐵路機車齒輪,包括高速機車齒輪以感應淬火為主。在美國,感應淬火齒輪的典型應用包括:(1)大型挖掘機齒輪。(2)重載起重機驅(qū)動齒輪。(3)軋?zhí)菣C的大扭矩傳動齒輪。(4)軋鋼機的主驅(qū)動齒輪,剪切機齒輪以及卷曲機械齒輪。(5)水泥磨驅(qū)動齒輪。硬化層深度要求較深,且在不同截面處的硬化層深度要求不一,臺階處要求連續(xù)過渡。

我國的感應加熱電源及淬火設備針對齒輪產(chǎn)品的工藝技術需要,開發(fā)成套裝備和相應的工藝,如前景看好的雙頻、多頻,同時加熱大功率電源、脈沖加熱電源、CNC齒輪淬火機床及配套的輔助設施和工藝軟件等方面,都具有巨大的市場。

車軸的感應淬火

40鋼車軸表面感應淬火強化工藝研究是我國高速鐵路的發(fā)展需要,填補國內(nèi)在這項領域的技術空白。

車軸表面強化工藝的選擇對于絕大部分軸類零件,通常采用高頻或中頻表面淬火來提高其使用壽命。動車軸、機車軸是一種即傳遞動力而又起支撐作用的心軸,而車輛軸是一種不傳遞動力而只起支撐作用的心軸,主要承受彎曲或彎曲疲勞負荷。統(tǒng)計表明大多數(shù)的各類軸均因疲勞斷裂和微動磨蝕磨損而失效。為了避免發(fā)生脆性斷裂,滿足強度與韌性的要求,目前車軸常采用調(diào)質(zhì)或正火工藝,但往往因疲勞與微動磨蝕磨損性能欠佳,而沒有達到應有的使用壽命。實踐表明,在調(diào)質(zhì)或正火的基礎上再施加表面感應淬火強化處理,可使服役壽命成倍地延長。因此,這是提高車軸使用壽命的一種重要工藝方法。車軸表面強化一般主要分噴涂 滾壓強化和感應淬火強化兩種,滾壓強化因其強化深度較淺,硬度較低,提高服役壽命有限。中頻感應淬火加熱適中,適合車軸表面加熱深度。日本、法國均采用中頻感應淬火強化。表面感應強化對提高車軸的彎曲或扭轉疲勞強度、減少對缺口的敏感性和應力集中十分有效。表面感應淬火后,由于心部高的有效韌性和塑性,允許其硬化層有較高的硬度,以保持高的耐磨性、強度和殘余壓應力,充分發(fā)揮材料的潛力。國外對車軸中頻感應淬火從過去的局部淬火、分段淬火,發(fā)展到現(xiàn)在的表面全長淬火。正確選擇加熱電流頻率可實現(xiàn)技術要求,提高熱處理質(zhì)量,充分發(fā)揮設備的效能,提高生產(chǎn)率,節(jié)省電能。

砂輪主軸的感應加熱淬火

砂輪主軸是磨床的主要零件之一,它的質(zhì)量直接影響整臺磨床的精度和壽命。隨著磨床的創(chuàng)新,強力磨削、高速磨削,及其自動化程度的不斷發(fā)展,對主軸的熱處理質(zhì)量提出更高的要求。

表面感應淬硬是在臥式中頻淬火機床上進行,該機床感應器走刀速度是無級調(diào)速。當砂輪主軸直徑大,加熱面積較大時,設備輸出功率不能滿足時,可將軸先進行預熱,再進行加熱淬火。使用淬火冷卻時，注意以下幾點:

(1)由于砂輪主軸選用材料是高碳合金鋼,所以水壓要低,水量要少以免冷卻過激而使軸開裂,特別是冬天,水溫低冷卻能力大。

(2)軸感應淬火時,軸本身在轉動,如水壓過大,易將水甩出,甩出的水濺到加熱帶,易造成軟點,所以應低些。

(3)小直徑的主軸,由于走刀速度較快,冷卻不夠,應對已淬硬段噴水,防止返熱現(xiàn)象。

感應加熱時,淬火火溫度不能太高,否則會引起組織過熱,導致軸開裂,所以感應加熱功率與走刀速度應相互配合。