重型齒輪的感應(yīng)淬火回火

感應(yīng)淬火和回火重載齒輪主要有兩種類(lèi)型：大截面尺寸、承載大載荷、齒輪要求高、常用材料35 CrMo、42 CrMo、40 CrMnMo、35 CrMoV、35 CrMnSi、40 CrNi、45 CrNi、30 CrNiMo、35 CrNiMo、40 CrNiMo、45 CrNiMo、45 CrNiMo和45 CrNiMoV鋼；另一種是大截面尺寸、承載大載荷、要求材料等級(jí)為35 CrNi2Mo、40CrNi2Mo、30CrNi3、34CrNi3Mo、37CrNi3A和37CrMn2MoV鋼等。

感應(yīng)淬火是用電磁感應(yīng)加熱工件，使工件產(chǎn)生渦流的一種方法。通過(guò)使材料的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生局部變化，提高了鋼體表面層的硬度。與其它兩種熱處理方法相比，感應(yīng)淬火回火具有效率高、節(jié)能環(huán)保、易于機(jī)械化、變形小等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)90年代，劉繼全等人對(duì)大型重型齒輪的全表面感應(yīng)淬火進(jìn)行了研究。

為了提高過(guò)渡區(qū)的承載力，有兩種方法可以提高過(guò)渡區(qū)的承載力：

一是提高心部的硬度；

二是增加硬化層深度。

一般齒輪表面硬化，包括中高頻感應(yīng)加熱淬火（包齒，沿齒槽），由于硬化層淺，還不能提高心部硬度，不能滿(mǎn)足齒輪承載能力的要求。 但常見(jiàn)的深層滲碳熱處理，也存在環(huán)境，成本等問(wèn)題.. 整體感應(yīng)加熱表面淬火是表面感應(yīng)淬火獲得高強(qiáng)度的最有效，最經(jīng)濟(jì)的方法.. 也就是說(shuō)，通過(guò)加熱和冷卻過(guò)程，表面層獲得高硬度(≥45HRC)，而零件的二次表面層或心部部分也得到加強(qiáng)(25~40HRC)，表面可以獲得高壓應(yīng)力。 這使得零件具有較高的抗疲勞性能，得到的硬化層深度遠(yuǎn)高于深滲碳齒輪.. 通過(guò)一系列公式，通過(guò)觀(guān)察齒輪的頻率應(yīng)與模數(shù)的平方成反比的原理，得出了整個(gè)齒輪均勻加熱的結(jié)論。 陳國(guó)民在2006年的專(zhuān)題論壇上提出，隨著設(shè)備對(duì)熱處理工藝的要求越來(lái)越高，感應(yīng)淬火難以滿(mǎn)足其要求。 然而，作為21世紀(jì)追求的清潔生產(chǎn)工藝，感應(yīng)淬火具有一系列無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)，被其他熱處理工藝所取代。 得出不同熱處理?xiàng)l件下齒輪的能級(jí)對(duì)于滲碳淬火齒輪是最高的，而感應(yīng)淬火齒輪僅次于滲碳，特別是對(duì)于大模量齒輪，比回火滲氮工藝更為明顯..

因此，應(yīng)綜合考慮齒輪的載荷需求，而不是盲目使用滲碳熱處理，在可能的情況下可以更多地使用感應(yīng)淬火和回火，同時(shí)應(yīng)致力于開(kāi)發(fā)新技術(shù)，使其具有更廣闊的應(yīng)用前景。 王志明等人在2012年，為了提高感應(yīng)淬火齒輪的疲勞強(qiáng)度，特別是彎曲疲勞強(qiáng)度，滿(mǎn)足硬化層應(yīng)沿齒廓分布的條件，突破了傳統(tǒng)的單頻感應(yīng)淬火方法，研究了雙頻同時(shí)感應(yīng)加熱淬火工藝，成功地實(shí)現(xiàn)了硬化層沿齒廓的分布。 與并聯(lián)振蕩電路和調(diào)諧可控硅晶閘管中頻電源的方法相比，主要原則是三相交流電源分別在整流電路和平波元件后進(jìn)入一個(gè)輸出中頻的串聯(lián)逆變網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)輸出高頻的串聯(lián)逆變網(wǎng)絡(luò)，然后分別進(jìn)入匹配的變壓器.. 作者還提到了相應(yīng)的感應(yīng)淬火成套設(shè)備的發(fā)展，這將使感應(yīng)加熱淬火工藝提高到一個(gè)新的水平。 在2015年，為低淬透性鋼開(kāi)發(fā)了體積表面淬火工藝.. 明斯克汽車(chē)廠(chǎng)提出了一種新的低淬火鋼重型齒輪的體積表面淬火工藝。工作特點(diǎn)是金屬層通過(guò)感應(yīng)加熱，硬化層更深，所有表面在零件的滲透感應(yīng)加熱后冷卻。 該方法使工件獲得硬化層和沿輪廓線(xiàn)分布的良好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 硬化層硬度比滲碳淬火處理的鋼齒輪硬化20CrNi3A高1.5~2.0倍，而芯部硬度為2~6HRC..

近年來(lái)，隨著感應(yīng)淬火回火工藝的不斷發(fā)展，該技術(shù)在其他傳統(tǒng)熱處理工藝中可以發(fā)揮一定的替代作用。實(shí)踐證明，重型齒輪感應(yīng)淬火技術(shù)具有成本低、變形小、加工時(shí)間短、節(jié)能、省力、現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，符合全球節(jié)能減排趨勢(shì)，在今后的感應(yīng)淬火回火工藝中具有良好的應(yīng)用前景。

由于其優(yōu)異的滲碳質(zhì)量，滲碳速度快，環(huán)境友好，節(jié)電，節(jié)氣，無(wú)溫室氣體排放和有害氣體排放，真空低壓滲碳技術(shù)近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，是熱處理發(fā)展的前沿技術(shù)和熱點(diǎn).. 真空低壓滲碳是將乙炔，丙烷等3kPa以下烴類(lèi)氣體作為真空爐內(nèi)滲碳介質(zhì)的真空滲碳工藝，有效克服了普通氣體滲碳的缺點(diǎn).. 具有滲碳層均勻性好，滲碳層微觀(guān)結(jié)構(gòu)好，表面碳濃度波動(dòng)小，自動(dòng)化程度高，環(huán)境污染小等特點(diǎn).. 因此，作為重型齒輪滲碳熱處理的重要發(fā)展方向，研究人員需要進(jìn)行廣泛而深入的研究，以提高重型齒輪的性能和使用壽命。 其次，隨著激光熱處理技術(shù)的不斷發(fā)展，它也被應(yīng)用于重型齒輪的熱處理過(guò)程中，希望能盡快得到大規(guī)模的應(yīng)用。

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