冠形扇齒疊加式掃描感應(yīng)淬火工藝

汽車變速器駐車系統(tǒng)冠形扇齒是采用感應(yīng)淬火的方法對(duì)精密沖壓后的零件齒部表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。傳統(tǒng)的感應(yīng)淬火方式是單件同時(shí)淬火，存在效率低，零件變形量大，廢品率高，個(gè)別齒端硬度不均等問題。

嵌入式單件感應(yīng)淬火工藝冠形扇齒的基體材料為45鋼，加工工藝為:45鋼卷料精密沖壓成形，然后齒面高頻感應(yīng)淬火，再低溫回火后激光焊接而成。嵌入式單件感應(yīng)淬火的工藝為:人工單件裝卸工件，感應(yīng)器不動(dòng)，工件深入感應(yīng)器內(nèi)，齒片上下兩側(cè)面感應(yīng)加熱;工藝參數(shù)為直流電壓170V，直流電流160A，加熱時(shí)間為3s，噴射水冷卻，冷卻時(shí)間3s。冠形扇齒疊加式掃描感應(yīng)淬火工藝精沖零件無論外形輪廓還是中心孔，尺寸精度非常高，結(jié)合軸的連續(xù)感應(yīng)淬火工藝考慮，設(shè)想使用夾具將單個(gè)工件疊加起來并兩端鎖緊，使之成為一個(gè)類似“異形軸”裝夾在淬火機(jī)床工位，工位在機(jī)床控制下上下移動(dòng)，感應(yīng)器固定不動(dòng)，對(duì)工件淬火面進(jìn)行掃描淬火，這樣將會(huì)大大減少機(jī)內(nèi)裝卸、冷卻時(shí)間。

高頻淬火和中頻淬火的區(qū)別

高頻淬火和中頻淬火都屬于表面熱處理技術(shù)的一種，都是利用高頻率(或中頻率、工頻)的感應(yīng)電流，使鋼件表面迅速加熱，隨后立即冷卻的一種方法。

高頻淬火和中頻淬火的工作原理一樣，都是感應(yīng)加熱原理：即工件放到感應(yīng)器內(nèi)，感應(yīng)器一般是輸入中頻或高頻交流電(1000-300000Hz或更高)的空心銅管。產(chǎn)生交變磁場在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的，在表面強(qiáng)，而在內(nèi)部很弱，到心部接近于0，利用這個(gè)集膚效應(yīng)，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到800-1000℃，而心部溫度升高很小

不過加熱過程中，感應(yīng)電流在工件中的分布是不均勻的，不同的電流頻率產(chǎn)生的加熱效果也是不同的：

1、高頻淬火

電流頻率在100～500 kHz

淬硬層淺(1.5~2mm)

硬度高

工件不易氧化

變形小

淬火質(zhì)量好

適用于摩擦條件下工作的零件，如一般較小的齒輪、軸類(所用材料為45號(hào)鋼、40Cr)

2、中頻淬火

電流頻率在500～10000 Hz

淬硬層較深(3~5mm)

適用于承受扭曲、壓力負(fù)荷的零件，如曲軸、大齒輪、磨床主軸等(所用材料為45號(hào)鋼、40Cr、9Mn2V和球墨

簡而言之，高頻淬火和中頻淬火的區(qū)別就是加熱厚度的不同，高頻淬火可以短時(shí)間的表層淬硬，晶體組織很細(xì)，結(jié)構(gòu)變形小，而中頻表面應(yīng)力比高頻的要小。 感應(yīng)加熱設(shè)備廣泛用于金剛石圓盤鋸，硬質(zhì)合金刀具，刀具的釬焊，小型工件的熱處理淬火，退火，調(diào)質(zhì)，熱變形，車床導(dǎo)軌淬火設(shè)備技術(shù)參數(shù)，小量有色金屬的熱處理淬火，退火，熱變形，熔煉。

滾珠絲杠中頻感應(yīng)加熱淬火工藝分析

絲杠表面淬火硬度58~64HRC，兩端允許留一個(gè)導(dǎo)程的軟帶，絲杠槽底部淬火后的有效硬化層深1.6~2.4mm，淬火后絲桿彎曲度小于1.0mm。試樣預(yù)備熱處理為820℃正火+620℃回火。根據(jù)絲杠槽底部淬火后的有效硬化層深度要求，電源應(yīng)采用IGBT感應(yīng)加熱電源比較合適。按工件材質(zhì)、形狀和尺寸等技術(shù)要求，選用連續(xù)加熱和連續(xù)噴冷的方式進(jìn)行淬火。加熱時(shí)工件旋轉(zhuǎn)，淬火溫度在900~950℃范圍內(nèi)，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)溫；淬火加熱時(shí)間非常短，因是感應(yīng)加熱，加熱速度極快，工件加熱到溫后噴冷淬火，淬火加熱時(shí)間受感應(yīng)器上移速度決定，上移速度越快，淬火加熱時(shí)間越短。噴冷介質(zhì)采用聚乙烯醇水溶液，回火方式采用油浴回火，回火溫度(180±10)℃，回火時(shí)間(5~6)h。

當(dāng)工件被噴水冷卻時(shí)，上下滾輪又能夾持工件，使其不因淬火應(yīng)力的作用而變形，從而對(duì)絲杠起到減少變形的作用。在淬火時(shí)降低感應(yīng)器及淬火校正工裝向上的移動(dòng)速度，淬火時(shí)間會(huì)延長、淬火溫度會(huì)升高、加熱深度會(huì)加深，使絲杠表面淬火后硬化層加深及表面硬度升高，從而保證滿意的硬化層深度及表面硬度。當(dāng)工件連續(xù)加熱淬火時(shí)，上下兩組滾輪隨著感應(yīng)器上下移動(dòng)，并隨工件的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生連續(xù)的校正作用。采用工裝中頻淬火，變形，淬硬層深度及硬度也更加均勻。

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