齿轮仿齿形连续感应加热淬火工艺研究.pdf

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1、齿轮仿齿形连续感应加热淬火工艺研究123王平赵芸唐跃飞（重庆重齿热处理有限责任公司技术工艺所，重庆江津4022632）摘要：本文就传统齿轮中频淬火工艺，只能实现齿面淬火，提高了齿面硬度，齿沟无淬硬层，淬硬层在齿沟处以上部位中断问题展开分析。通过调整电、热参数，改变感应器结构，改变导磁体的安装方式，调整施感体与齿廓各部位间隙等中频淬火工艺因素的试验与研究，实现了齿面、齿沟加热温度均匀，防止齿沟裂纹产生，淬硬层沿齿廓(齿沟、齿面)均匀分布。关键词：中频淬火；工艺；仿齿形SuccessiveInductionHeatingandHardeningProces

2、sResearchonGearCopyProfile123WangPing，zhaoyun，Tangyuefei(technicalprocessdepartmentofChongqingGearboxCo.,Ltd,Jiangjin,Chongqing402263)Abstract:Traditionalmediumfrequencyhardeningprocesscanonlyachievecasehardening,improvesurfacehardnessbutnohardenedlayerontoothgroove.Bysettingele

3、ctricalandthermaldata,adjustingstructureofinductionequipmentandinstallationmodeofmagnettoachieveevenheatingtemperatureoftoothsurfaceandgroove,evenhardenedlayerdistributionalongprofile(groove,surface)andcrackpreventionontoothgroove.Keywords:mediumfrequencyhardening;process;dentif

4、ormprofile近年来，随着齿轮制造技术要求不断提高，要求齿轮产品质量也不断提高，具有高综合机械性能的中硬齿面齿轮感应淬火热处理技术在不断的发展和完善。传统中频淬火工艺，实现了齿面淬火，提高了齿面硬度，齿沟无淬硬层，该法淬火后的硬化层在齿面分布不均匀，在齿沟处中断，见图1所示，这种状态对齿轮受力及抗疲劳性能极为不利。为此，我们对齿轮仿齿形感应淬火工艺进行了研究和攻关，经过认真仔细研究，设计了新型感应器，通过多次淬火工艺试验，达到沿齿廓有比较均匀的硬化层，硬度达到要求，无淬火裂纹，提高了齿轮感应淬火质量，使用寿命得到延长。传统淬火工艺取得了新突破。图

5、1齿轮感应淬火硬化层现状作者简介：王平，男，重庆重齿热处理有限责任公司技术工艺所，热处理专家。931齿轮齿面淬火分析1.1淬火质量分析齿轮齿面中频感应加热淬火中，从传统淬火工艺来看，淬火硬化层的质量缺陷有：1.淬火硬度不均匀或硬度不符合技术要求。2.硬化层深度不均匀，不是沿齿廓均匀分布。3.齿沟淬硬后易产生裂纹。这三个问题，过去感应热处理技术中一直没有完善的解决办法或是解决得不很理想。淬硬层硬度不符合技术要求，表面硬度偏高将使渗层脆性增加，可以通过提高回火温度获得要求的表面硬度，但会产生后续其它问题，硬度偏低零件的耐磨性降低，产生零件提前失效。目前齿轮

6、的淬硬层的分布形式是硬化层在齿沟处2mm或以上的地方中断，虽然能满足使用要求，但齿轮的抗弯疲劳强度大受影响，甚至低于该材料调质后的性能水平，不能满足现代齿轮零件的使用要求。齿沟处淬火后易产生裂纹与零件材料及其原始组织、淬火工艺等有关，加之齿沟淬火硬化层深度和分布不合理，导致齿沟处残余应力的改变，齿沟淬硬层处形成拉应力，呈不应有的残余拉应力状态，应力超过其屈服极限则在齿沟处产生开裂。鉴于传统的中频淬火工艺易产生上述质量问题，影响了淬硬层的质量，我们通过大量的分析研究，认为通过调整淬火工艺电、热参数，改变感应器结构，改变导磁体的安装方式，调整施感体与齿廓各

7、部位间隙能实现齿面、齿沟加热温度均匀，防止齿沟裂纹产生，实现淬硬层沿齿廓(齿沟、齿面)均匀分布，表面硬度符合技术要求，使齿轮中频感应淬火技术的发展更上一台阶。1.2淬火工艺分析齿轮的感应加热淬火，根据齿轮的形状、模数大小以及感应淬火加热设备的特点，齿轮感应加热淬火方式有：全齿淬火、单齿淬火和沿齿沟淬火。全齿淬火方式只适用于模数小于5mm的齿轮，实现仿齿形淬火需要很高的设备功率，电流频率对齿轮的淬硬层分布影响较大，实际操作中往往无法取得较为合适的频率，淬硬层不是整齿淬透就是齿顶淬硬，或是齿沟淬硬层较薄，淬硬层不是沿齿廓较均匀分布，淬火质量不理想。单齿淬火

8、方法适合于M>5mm的齿轮零件，也适合于现有的100KW设备功率，但不管是单齿同时加热和单齿连