CN104152664A - 齿圈高频淬火工艺 - Google Patents

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    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明公开了一种齿圈高频淬火工艺，属于热处理技术领域，它包括以下步骤：a、调整淬火感应圈的截面形状，使淬火感应圈的截面形状为直角梯形，淬火感应圈水平放置且淬火感应圈的长直角边朝上，将齿圈放置于淬火感应圈内且齿圈的倒角端面朝上；b、第一次淬火，淬火感应圈的长直角边到齿圈的倒角端面的落差为第一设定距离，加热时间设定为第一设定时间，冷却时间设定为第二设定时间；c、第二次淬火，淬火感应圈的短直角边到到齿圈的非倒角端面的落差为第二设定距离，加热时间设定为第三设定时间，冷却时间设定为第四设定时间。本发明解决了传统高频淬火工艺无法实现齿圈“阴阳脸”的技术问题，广泛应用于热处理中。

Description

齿圈高频淬火工艺
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种齿圈高频淬火工艺。
背景技术
齿圈在机加工完成后都要进行热处理，以提高其表面硬度及耐磨性能，目前常用热处理工艺为高频淬火，高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。使用的设备为高频淬火感应器，感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)的空心铜管，如图2所示，铜管制作成方管形状，通过设计好的胎具在加热变形的条件下快速完成整形，做成想要的圆柱型感应器，产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。普通的齿圈淬火要求一般为淬火透件，齿圈的两端面淬硬层深度、硬度及金相等级均相同，此结构能够满足普通齿圈的淬火要求，淬出来的工件淬硬层深度上下一致。
然而对有些齿圈来说，其两端面的受力状况不同，也就是说齿圈的倒角端面与齿圈的非倒角端面承受不同的载荷，对齿圈两端面的淬硬层深度要求不同，硬度也不相同，并且为了保证齿的使用寿命，且淬硬层不能过齿根圆，这就是所谓的“阴阳脸”，在实际加工中虽然由于某些因素会导致“阴阳脸”的产生，但是这些“阴阳脸”属于热处理缺陷，无法精确控制，因此，这种具有特殊要求的“阴阳脸”采用传统的高频淬火工艺是无法实现的，也是本领域技术人员需要攻克的一个技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种齿圈高频淬火工艺，以解决传统高频淬火工艺无法实现齿圈“阴阳脸”的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种齿圈高频淬火工艺，包括以下步骤：
a、调整淬火感应圈的截面形状，使所述淬火感应圈的截面形状为直角梯形，所述淬火感应圈水平放置且所述淬火感应圈的长直角边朝上，将齿圈放置于所述淬火感应圈内且所述齿圈的倒角端面朝上；
b、第一次淬火，所述淬火感应圈的长直角边到所述齿圈的倒角端面的落差为第一设定距离，加热时间设定为第一设定时间，冷却时间设定为第二设定时间；
c、第二次淬火，所述淬火感应圈的短直角边到到所述齿圈的非倒角端面的落差为第二设定距离，加热时间设定为第三设定时间，冷却时间设定为第四设定时间。
作为一种改进，在步骤b中，所述淬火感应圈的长直角边到所述齿圈的倒角端面的落差为3.5毫米，加热时间设定为5.8秒，冷却时间设定为10秒。
作为一种改进，在步骤c中，所述淬火感应圈的短直角边到到所述齿圈的非倒角端面的落差为2毫米，加热时间设定为5.7秒，冷却时间设定为10秒。
作为另一种改进，所述淬火感应圈的三个直角边的外周均包覆有导磁体。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于设置了直角梯形截面的淬火感应圈结构，改变了磁场方向，使得产品淬硬层不淬透，以满足“阴阳脸”要求；又由于使用了两次淬火，通过使用不同的淬火参数实现了齿圈两端面淬硬层不同、硬度不同的效果，并且可以改变淬火参数来控制淬硬层的深度和硬度。
由于淬火感应圈的三个直角边的外周均包覆有导磁体，对磁场进行有效的屏蔽，减少了能量损失，起到了节能作用。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是传统铜管的截面形状图；
图3是本发明实施例铜管的截面形状图；
图4是图1中A的放大图；
图中：1、淬火感应圈，11、长直角边，12、短直角边，13、导磁体，2、齿圈，21、倒角端面，22、非倒角端面，3、喷水圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和图4共同所示，一种齿圈高频淬火工艺，包括以下步骤：
a、调整淬火感应圈1的截面形状，使淬火感应圈1的截面形状为直角梯形(如图3所示)，淬火感应圈1的三个直角边的外周均包覆有导磁体13，导磁体13进行磁场屏蔽，减少能量损失，起到了节能作用，淬火感应圈1水平放置且淬火感应圈1的长直角边11朝上，将齿圈2放置于淬火感应圈1内且齿圈2的倒角端面21朝上；
b、第一次淬火，淬火感应圈1的长直角边11到齿圈2的倒角端面21的落差为第一设定距离，加热时间设定为第一设定时间，冷却时间设定为第二设定时间；
c、第二次淬火，淬火感应圈1的短直角边12到到齿圈2的非倒角端面22的落差为第二设定距离，加热时间设定为第三设定时间，冷却时间设定为第四设定时间。
本发明可以根据齿圈2两端面的硬度要求以及淬火深度的要求，调整第一次淬火和第二次淬火的工艺参数，使得“阴阳脸”可以通过参数调整来控制，解决了长期困扰本领域技术人员的技术难题。
下面，以齿圈2的厚度为17.5毫米、淬火感应圈1的厚度为26毫米为例详细介绍以上工艺过程。
使用工装撑紧齿圈2的内圈，使得齿圈2的倒角端面21朝上放置于淬火感应圈1中，齿圈2与淬火感应圈1同心设置，淬火感应圈1的长直角边11朝上设置，位于淬火感应圈1的短直角边12一侧设有矩形截面结构的喷水圈3，喷水圈3通过紧固件与淬火感应圈1连接在一起，用于喷水冷却，冷却介质为淬火液，浓度约3％～5％，浓度太小淬火件易出现裂纹现象，浓度太大淬火件的硬度不够。
第一次淬火时，淬火感应圈1的长直角边11到齿圈2的倒角端面21的落差为3.5毫米，加热时间设定为5.8秒，冷却时间设定为10秒，冷却时间即喷水时间，也需要控制，时间短易出现屈氏体，甚至是喷水压力也应该有效控制，通常压力控制在0.3～0.45MPa范围，压力小易导致淬火件金相组织不均匀，易出现屈氏体，降低金相等级。
冷却后调整齿圈2位置，然后进行第二次淬火，淬火感应圈1的短直角边12到到齿圈2的非倒角端面22的落差为2毫米，加热时间设定为5.7秒，冷却时间设定为10秒，同样，冷却时间和喷水压力参考第一次淬火。
齿圈2一次淬火不能加工出想要的淬硬层，中间有断层，通过两次淬火，齿圈2两端面的淬硬层深度不同，并且齿圈2的倒角端面21的HRC50～56，齿圈2的非倒角端面22的HRC25～35，倒角端面21的淬硬层深度为齿根以下0.5～2.0mm，齿宽中心剖面的淬硬层不超过齿根圆，很好的控制实现了“阴阳脸”。
本发明不仅适应于齿圈2的淬火工艺，还适合于其他产品的“阴阳脸”处理工艺，这些产品具有两个端面，且两端面的淬硬层的深度和硬度都有要求，例如链轮、矿山设备中的耐磨圈等等，不一一举例。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.齿圈高频淬火工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、调整淬火感应圈的截面形状，使所述淬火感应圈的截面形状为直角梯形，所述淬火感应圈水平放置且所述淬火感应圈的长直角边朝上，将齿圈放置于所述淬火感应圈内且所述齿圈的倒角端面朝上；
b、第一次淬火，所述淬火感应圈的长直角边到所述齿圈的倒角端面的落差为第一设定距离，加热时间设定为第一设定时间，冷却时间设定为第二设定时间；
c、第二次淬火，所述淬火感应圈的短直角边到到所述齿圈的非倒角端面的落差为第二设定距离，加热时间设定为第三设定时间，冷却时间设定为第四设定时间。
2.如权利要求1所述的齿圈高频淬火工艺，其特征在于，在步骤b中，所述淬火感应圈的长直角边到所述齿圈的倒角端面的落差为3.5毫米，加热时间设定为5.8秒，冷却时间设定为10秒。
3.如权利要求1所述的齿圈高频淬火工艺，其特征在于，在步骤c中，所述淬火感应圈的短直角边到到所述齿圈的非倒角端面的落差为2毫米，加热时间设定为5.7秒，冷却时间设定为10秒。
4.如权利要求1所述的齿圈高频淬火工艺，其特征在于，所述淬火感应圈的三个直角边的外周均包覆有导磁体。
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