齒輪的雙頻感應(yīng)加熱淬火方式

1雙頻感應(yīng)加熱原理

由于可控硅變頻器研制成功，能更方便地得到所要求的頻率，因此就為從單頻率感應(yīng)加熱轉(zhuǎn)向兩個(gè)以上頻率組合加熱的方法提供了可能性。

1.1原理

為了均勻加熱表面凹凸不平的制件，曾設(shè)想用兩種不同的頻率進(jìn)行感應(yīng)加熱。根據(jù)被加熱制件的形狀和渦流穿入深度 ，利用頻率的低頻提高制件凹處的溫度 ，高頻提高制件凸起部分的溫度 ，從而使制件獲得均勻的溫 度 。

這種原始的雙頻感應(yīng)加熱 和單頻加熱相比，雖可獲得較高的淬火質(zhì)量。但作為使齒面 加熱更均勻的關(guān)鍵參數(shù)—— 頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間的控制是很難掌握的 。實(shí)際上往往要經(jīng)過(guò)數(shù)次試驗(yàn)方能確定，故效率很低 。并且要使用兩臺(tái)高頻變壓器，頻率轉(zhuǎn)換計(jì)時(shí)失準(zhǔn)時(shí)很難調(diào)整 。此外，還受齒輪模數(shù)和輪廓尺寸的限制 。

1.2 新的雙頻感應(yīng)加熱方法

新的雙頻感應(yīng)加熱方法可取代傳統(tǒng)的單頻和原始的雙頻感應(yīng)加熱的新的雙頻感應(yīng)加熱裝置，尤其適臺(tái)對(duì)齒輪進(jìn)行，高生產(chǎn)率的熱處理 。這種雙頻感應(yīng)加熱只用一個(gè)感應(yīng)線圈，內(nèi)齒圈淬火設(shè)備型號(hào)，可輪流用連續(xù)的或斷續(xù)的不同頻率的電流，使工件均勻加熱 。雖以極短的時(shí)間間隔輪流通以不同頻率的電流 ，但和用兩個(gè)不同頻率重合在一起 加熱時(shí)的效果一樣，可以隨意調(diào)節(jié)齒底 、齒面溫度 。與傳統(tǒng)方法相比，生產(chǎn)率和控制性能都得到明顯改善 。

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(guò)這種處理后的零件加工性不高，因?yàn)楹穸炔淮蟮凝X冠會(huì)產(chǎn)生徑向和端面變形。

對(duì)齒輪的每個(gè)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(guò)的齒輪。

對(duì)于感應(yīng)加熱表面淬火復(fù)雜的過(guò)程是保證感應(yīng)器與淬火表面之間的固定間隙。通過(guò)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(duì)于感應(yīng)器的移動(dòng)速度要平穩(wěn)地由齒頂處的值變化至值。利用運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)器從一個(gè)齒頂經(jīng)齒窩到達(dá)下一個(gè)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(duì)齒 面持續(xù)不斷淬火的方法有重大的工藝性。

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大型托輪軸感應(yīng)淬火的工藝分析

大型托輪軸的材料為40Cr鋼，重量約900-1200kg，兩端表面淬火硬度為HRC通40~45，淬硬層深度＞0.4mm.在通常情況下，高頻感應(yīng)加熱表面淬火時(shí)，一次可以加熱的零件表面，是由高頻變壓器、感應(yīng)器的效率、設(shè)備的輸出功率及零件加熱所需的單位功率決定。軸類零件的外表面加熱淬火，當(dāng)加熱設(shè)備一定時(shí)，所能加熱的直徑與感應(yīng)器有效圈的高度有關(guān)。軸外表面連續(xù)加熱時(shí)，在瞬時(shí)加熱面積一定的情況下，加熱帶的寬度和所能加熱的軸的直徑成反比，加熱帶的寬度是由感應(yīng)有效圈的高度決定的。由于托輪軸重量和尺寸較大，超過(guò)了一般淬火機(jī)床的適應(yīng)范圍，為此，將托輪軸的一端用臥式淬火機(jī)床的卡盤(pán)卡緊，中部置于新制作的托車的支承輪上，為了避免劃傷軸的表面，支承輪用黃銅制作。淬火時(shí)，支承輪可以隨工件轉(zhuǎn)動(dòng)。托車可以固定于支架的軌道上滾動(dòng)，當(dāng)托輪軸放于托車的支承輪上時(shí)，支承輪受很大的重力，因此，軸與支承輪之間也會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力。

托輪軸的感應(yīng)加熱表面淬火表明，適當(dāng)減小通常沿用的淬火感應(yīng)圈有效圈的高度，可以增大軸類淬火的直徑，再對(duì)淬火機(jī)床稍作改裝，就可以在一定范圍內(nèi)解決大型軸類的表面淬火問(wèn)題了。

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