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。

為了提高過渡區(qū)的承載力，有兩種方法可以提高過渡區(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，不能滿足齒輪承載能力的要求。 但常見的深層滲碳熱處理，也存在環(huán)境，成本等問題.. 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，通過加熱和冷卻過程，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.. 通過一系列公式，通過觀察齒輪的頻率應(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。 陳國民在2006年的專題論壇上提出，隨著設(shè)備對熱處理工藝的要求越來越高，感應(yīng)淬火難以滿足其要求。 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件下齒輪的能級對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，為低淬透性鋼開發(fā)了體積表面淬火工藝.. 明斯克汽車廠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，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)場節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，符合全球節(jié)能減排趨勢，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程中，希望能盡快得到大規(guī)模的應(yīng)用。

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