CN101914669B - 一种大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺包括：将淬火介质浓度调整到4％～6％；按工艺要求将淬火参数输入控制程序中；调整感应加热器的位置：将感应加热器进入工件齿内，使其下端与工件齿部的下端面对齐，并调整与齿根的耦合间隙约为1mm～2mm，与两齿面的间隙一致，开启背冷喷水器对加热的工件进行喷液冷却；机床送电，感应加热器开始对工件进行感应加热，淬火温度为940～960℃，感应加热器预热6～8秒后，以180mm/min速度沿工件齿宽方向移动，当感应器移动到齿的另一端时，停止加热，同时停止感应器移动，冷却20～22秒后，关闭背冷喷水器，该齿的淬火过程结束；按设定的程序工件沿圆周方向旋转一个齿的位置，感应加热器自动对下一个齿进行加热淬火。

Description

一种大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺
技术领域
本发明属于中频感应淬火热处理技术领域，主要涉及的是一种大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺。
背景技术
目前，热处理行业对大模数(M8～M18)齿轮(或齿圈)的感应淬火均采用单齿扫描加热，然后对加热面直接进行冷却的淬火方法。如图1-2所示：机床送电后，感应加热器3开始对工件进行感应加热，随着感应器的移动，直冷喷水器4开始对加热的工件1进行喷液冷却，同时，开启背冷喷水器3进行冷却，主要是为了防止已淬火的齿面因温度过高而发生退火现象，直到一个齿淬火结束为止。由于采取这种对加热面进行直接冷却的方法淬火时，被加热零件在淬火冷却的过程中，淬火质量对直冷喷水器喷液的角度、扫描加热的速度以及冷却介质的浓度等参数非常敏感，这些因素给淬火工艺的制定以及操作工的操作带来非常大的难度，增加了零件的淬裂倾向。在实际生产中，常常因为直冷喷水器喷液的角度、扫描加热的速度以及冷却介质浓度等参数调整不当致使部分齿面或齿根产生淬火裂纹，最终导致整个零件报废。
发明内容
本发明的目的是提出一种大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺。解决了常规直冷淬火工艺淬裂敏感性大的技术难题，有效地防止了淬火裂纹的产生。
本发明实现上述目的采取的技术方案是：大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺步骤包括，①、将淬火介质浓度调整到4％～6％；②、按工艺要求将淬火参数输入控制程序中；③、调整感应加热器的位置：将感应加热器(2)进入工件(1)齿内，使其下端与工件齿部的下端面对齐，并调整与齿根的耦合间隙约为1mm～2mm，与两齿面的间隙一致，开启背冷喷水器(3)对加热的工件进行喷液冷却；④、机床送电，感应加热器开始对工件进行感应加热，淬火温度为940～960℃，感应加热器预热6～8秒后，以180mm/min速度沿工件齿宽方向移动，当感应器移动到齿的另一端时，停止加热，同时停止感应器移动，继续冷却20～22秒后，关闭背冷喷水器，该齿的淬火过程结束；⑤、按设定的程序工件沿圆周方向旋转一个齿的位置，感应加热器自动对下一个齿进行加热淬火，按此程序，直至齿圈上的所有齿完成加热淬火。
本发明由于改变了感应淬火冷却方式，即将常规的“齿面加热后直接喷液冷却”改为“齿面加热后在齿的背面进行喷液冷却”，通过采用背冷淬火方式，降低了齿面淬火时的冷却速度，因此，有效地防止了淬火裂纹的产生。由于背面进行喷液冷却的冷却速度比直接喷液冷却慢，如果按照常规的淬火工艺参数进行淬火，淬火质量难以达到技术要求，因此，发明人在经过大量的淬火工艺试验的基础上，最终确定了适合背冷淬火方式的理想工艺参数(加热温度、介质浓度和感应器移动速度等)，使零件淬火后的质量达到了盾构轴承非常高的技术要求，解决了常规直冷淬火工艺淬裂敏感性大的技术难题。有效地避免了淬火裂纹的产生，同时，使感应淬火的其他工艺参数也有了很大的可调整空间，如加热温度可以提高、介质浓度可以降低等，给工艺人员和操作人员带来了很大操作范围。
本发明通过对模数M18的齿圈分别采用常规的“单齿加热直冷淬火的方法”和通过试验得到的理想“单齿加热背冷淬火的方法”进行了中频感应淬火对比试验，其工艺参数见表1，淬火后硬化层深度检测结果见表2，淬硬层形状分布见图5和图6。
表1 对比试验工艺参数
Figure BSA00000253188100031
表2 齿淬火后硬化层深度、表面硬度测量值
Figure BSA00000253188100032
从表2中的检验结果可以看出，直冷(A6-2)和背冷(BL-2)两种冷却方法淬火后的硬化层深度、表面硬度均超过了设计要求(设计要求硬化层深度2.5mm、表面硬度≥53HRC)。由于背冷的冷却速度比直冷慢，因此，淬火质量(主要是淬火裂纹)对加热温度、介质浓度和感应器移动速度等参数的敏感性小，可调节的范围宽，因此，背冷淬火与直冷淬火方式相比，可有效地防止淬火裂纹的产生。
附图说明
图1为本发明现有单齿淬火直冷感应器工作示意图。
图2为图1侧视图。
图3为本发明单齿淬火背冷感应器工作示意图。
图4为图3侧视图。
图5为本发明A6-2#工艺硬化层分布。
图6为本发明BL-2#工艺硬化层分布。
图中：1、工件，2、感应加热器，3、背冷喷水器，4、直冷喷水器。
具体实施方式
结合附图，给出本发明的实施例，但本发明不局限以下实施例。
如图3-4所示，本发明的实施例为M18的齿背冷淬火过程如下：
1、将淬火介质浓度调整到4％～6％，由于背冷的冷却速度慢，淬火介质浓度越低则冷却速度越快，所以只有降低淬火介质浓度以提高冷速才能达到淬火的目的。但是淬火介质浓度低于4％会使淬火应力增大，从而增加齿的变形，而淬火介质浓度高于6％会使表面硬度低，而硬化层深度也会浅，因此，在反复试验的基础上，确定淬火介质浓度为4％～6％。
2、按工艺要求将淬火参数，如感应器移动速度、停电后冷却时间等参数输入控制程序中；
3、调整感应加热器的位置：感应加热器2进入工件1齿内，将其下端与工件齿部的下端面对齐，并调整与齿根的耦合间隙约为1mm～2mm之间调整，小于1mm容易与工件打火击伤，大于2mm不容易加热，并使感应加热器2与相邻的两齿面的间隙一致，然后开启背冷喷水器3对加热的工件进行喷液冷却；
4、机床送电，感应加热器开始对工件进行感应加热，其淬火温度为940～960℃，由于背冷方式加热后的预冷时间长，必须提高加热温度，才能使冷却时工件温度不至于过低而影响齿淬火硬度，但加热温度太高，会增加齿的变形。
5、感应预热6～8秒，目的是为了增加齿端面处的淬火硬化层深度，预热时间低于6秒会使硬化层浅，大于8秒容易过热，使组织粗大，特别容易产生淬火裂纹。然后以180mm/min速度沿工件齿宽方向移动，当感应器移动到齿的另一端时，停止加热，同时停止感应器移动，冷却20～22秒后关闭背冷喷水器，该齿的淬火过程结束。由于直冷的冷速快，因此很短的时间就可以将热量带走，在大量试验中发现，冷却时间大于22秒时，一旦组织转变完成长时间的冷却只会影响生产效率；而冷却时间小于20秒，温度降不下来，一旦停止冷却，内部的热量会将淬硬的部分进行退火而使硬度低。因此最佳冷却时间为20～22秒。
6、按设定的程序退出感应加热器，工件沿圆周方向旋转一个齿的位置，感应加热器自动对下一个齿进行加热淬火，按此程序，直至齿圈上的所有齿完成加热淬火。

Claims (1)

1.一种大模数齿圈单齿背冷感应淬火工艺，包括以下步骤：
①、将PAG淬火介质浓度调整到4％～6％；
②、按工艺要求将淬火参数输入控制程序中；
③、调整感应加热器的位置：将感应加热器(2)进入工件(1)齿内，使其下端与工件齿部的下端面对齐，并调整与齿根的耦合间隙为1mm～2mm，与两齿面的间隙一致，开启背冷喷水器(3)对加热的工件进行喷液冷却；
④、机床送电，感应加热器开始对工件进行感应加热，其淬火温度为940～960℃，感应加热器预热6～8秒后，以180mm/min速度沿工件齿宽方向移动，当感应器移动到齿的另一端时，停止加热，同时停止感应器移动，冷却20～22秒后，关闭背冷喷水器，该齿的淬火过程结束；
⑤、按设定的程序工件沿圆周方向旋转一个齿的位置，感应加热器自动对下一个齿进行加热淬火，按此程序，直至齿圈上的所有齿完成加热淬火。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2604372B1 (de) * 2011-12-14 2017-02-22 Siemens Aktiengesellschaft Induktive Härtung der Zähne von Getrieberädern
CN102776350B (zh) * 2011-12-26 2014-08-06 洛阳理工学院 一种齿轮单齿淬火按齿分度方法
CN103710516B (zh) * 2013-12-31 2016-02-03 苏州亚太金属有限公司 一种大直径小模数齿轮淬火工艺
CN106191412B (zh) * 2016-07-19 2019-11-26 上海朋泰机械科技有限公司 一种汽车内缸的表面改性处理方法
CN108774680A (zh) * 2018-08-15 2018-11-09 苏州远征魂车船技术有限公司 一种齿轮整体式淬火设备及其工艺
CN109022683B (zh) * 2018-10-09 2020-03-20 太原科技大学 一种刮板输送机链轮链窝的淬火方法
CN109112259B (zh) * 2018-11-08 2019-12-27 燕山大学 一种用于齿轮表面淬火的感应加热装置及齿轮表面淬火方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4746101A (en) * 1983-07-22 1988-05-24 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Induction hardening of gear teeth
US4855551A (en) * 1986-06-25 1989-08-08 Tocco, Inc. Method and apparatus for hardening gears
SU1638182A1 (ru) * 1989-03-27 1991-03-30 Производственное Объединение "Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина" Способ термической обработки крупномодульных зубчатых колес
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4746101A (en) * 1983-07-22 1988-05-24 Vickers Shipbuilding And Engineering Limited Induction hardening of gear teeth
US4855551A (en) * 1986-06-25 1989-08-08 Tocco, Inc. Method and apparatus for hardening gears
SU1638182A1 (ru) * 1989-03-27 1991-03-30 Производственное Объединение "Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина" Способ термической обработки крупномодульных зубчатых колес
CN101509063A (zh) * 2008-12-24 2009-08-19 中信重工机械股份有限公司 一种硬齿面大齿圈中频沿齿沟淬火工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱中明 等.47Mn钢齿圈的感应淬火.《热处理 》.2005,(第4期),31-34. *
聂福全 等.大模数齿轮单齿面高频热处理工艺实践.《工程机械》.2003,(第6期),37-39. *

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