做家：黄玉多，于梅
单元：朔方重工团体有限公司
来历：《金属加工（热加工）》杂志第9期93-96页
齿轮感觉加热表面淬火，重要有全齿淬火、包齿淬火、沿齿槽持续加热表面淬火几种方法。此中以沿齿槽持续加热表面淬火方法的原料为最好，强硬地域和有用强硬层散布正当，齿槽底部和齿根处应力散布形态杰出，齿面耐磨性及齿根屈曲疲乏强度均抬高，许用屈曲应力比调质形态抬高30%～50%，可部份取代渗碳齿轮。普遍对模数＞12的齿轮均采取此方法淬火。而对模数较小（如模数8）的齿轮，因齿槽空间狭隘，感觉器计算制造难度很大，普遍多采取包齿或全齿感觉加热淬火。过去对模数8的齿轮采取沿齿槽淬火时，多浮现齿槽底部淬不硬，以及齿面硬度、层深不均等形势，因而小模数齿轮沿齿槽持续加热表面淬火就成为急不可待的手艺艰苦，响应地感觉器开拓研发就成为手艺革新的关键。保守中频淬火感觉器中施感导体冷却水路形势束缚了施感导体头部的横向尺寸，因而关于齿槽空间较小的小模数齿轮无奈完结沿齿槽持续中频感觉加热淬火。本文颠末变动中频感觉淬火感觉器中保守施感导体冷却水路形势的办法，进而有用收缩了施感导体头部的横向尺寸，克复了小模数齿轮齿槽空间狭隘的艰苦，研发出的感觉器完结了沿齿槽持续中频感觉加热淬火，进而收拾了齿槽底部淬不硬，以及齿面硬度、层深不均等题目。一、感觉器的计算制造
1感觉器机关形势感觉器机关如图1所示，重要由施感导体、硅钢片、汇流排、喷水器及把合、绝缘零件等构成。感觉器施感导体形态如图2所示，其高低表面与齿轮齿槽截面形态相近，尺寸略小，在使历时施感导体与被加热面之间留有正当空隙，普遍为1~2mm。汇流排均为铜管理成，导通施感导体与电源之间的电流，同时连通施感导体冷却水路。施感导体内侧安置硅钢片，操纵其驱流影响，使施感导体中竖直方位的电流趋势前部，增强齿槽底部的感觉电流和加热功效。图1感觉器机关
1.铜螺母2.喷水器3.绝缘板4.导体冷却水腔
5.施感导体6.硅钢片7.铜螺栓、铜垫圈
8、10.绝缘垫圈9.绝缘定位板11.汇流排
12.淬火冷却介质进水管13.导体冷却进水管
14.铜螺栓、铜螺母15.导体冷却出水口
图2施感导体及贯通部份提醒
淬火时感觉器的安置地位如图3所示。工件程度安插于中频感觉淬火机床处事台上，施感导体高低平面与齿轮齿端面平行。淬火时感觉器由下进取沿齿槽方位挪动，持续加热齿槽表面。施感导体下方建设喷水器，在施感导体持续加热后喷发淬火冷却介质。为避免在淬火加热颠末中施感导体前端和导磁硅钢片过热烧熔，施感导体内部建设冷却系统，施感导体冷却系统由上冷却水路、竖直冷却水路、下冷却水路、导体冷却出入水管、汇流排及铜管内腔等构成。图3感觉器与齿槽相对地位提醒
2初始感觉器（1）初次实验按上述感觉器机关形势，参照往常大模数齿轮淬火感觉器计算阅历，制造了初次加热实验应用的感觉器。在计算制做感觉器的同时，投制了淬火用试件，其模数为8，齿数为，变位系数为－0.，实验件材质为42CrMo钢，经铸孕育形，粗加工后举办了调质收拾，调质后硬度～HBW。用此感觉器在多功效中频感觉淬火机床上对试件举办加热实验。试件与感觉器的装夹方法与前述雷同。感觉加热淬火后，在试件齿宽方位笔直面上切取试片，磨光后用4%硝酸酒精溶液浸蚀探测强硬层散布，实验完毕如图4所示。图4初次感觉加热实验完毕
图4中浸蚀较深的部份为强硬层，看来惟有齿根高部份齿面被淬硬，齿顶高部份齿面和齿槽底部没有强硬功效，同时齿槽双侧面强硬深度不均，解析以为这是由于齿顶部份齿面及齿槽底部与感觉器侧面及前部空隙过大，且双侧齿面与感觉器空隙不一致而至。（2）改正感觉器与齿槽各部份表面的空隙量凭借图4所示实验完毕，改良感觉器与齿槽表面到处空隙。取齿槽底部空隙为1mm，齿根部空隙为1mm，逐渐向齿顶过渡到2mm。同时，改正感觉器概况和硅钢片安置地位，使其双侧对称。用改正后的感觉重视新举办上述实验，完毕如图5所示。双侧齿面已有充实的淬硬层深度。不过，依然存在两个题目：第一，齿根部份加热温度偏高，孕育淬硬层过深；第二，齿槽底部淬硬功效不好，险些没有淬硬层。图5改正空隙后的实验完毕
解析以为：第一个题目孕育的起源是齿根部施感导体宽度偏大，感觉器与该处齿面空隙太小；第二个题目孕育的起源是驱流导磁体硅钢片的地位和尺寸不正当，驱流功效不够。3感觉重视新计算（1）导体冷却水路的改良和硅钢片的从新计算据前述解析，欲改进齿根部加热形态，必需削减施感导体前部宽度。不过，按保守感觉器计算方法，施感导体的前冷却水路（见图6）为圆柱形直孔，圆孔截面侵夺了施感导体竖直部份的大部份面积，其侧壁曾经很薄，没充实地再减小齿根部施感导体的横向尺寸。要是把前冷却水路后移，将松开对施感导体前部的冷却功效，因而将前冷却水路横截面形态由圆形改成狭长形态，如许在保证导体冷却水畅通面积的同时收缩了齿根部施感导体的横向尺寸。前已叙及，为增强齿槽底部加热功效，在施感导体内侧安置了导磁材料硅钢片。为了避免因感生电流以致其过热，采取颠末磷化绝缘收拾的厚0.20mm的硅钢片叠放至所需高度。图6改良后的施感导体冷却水路
1.前冷却水路2.上冷却水路3.下冷却水路
原计算硅钢片形态尺寸如图7所示。实考证实，该计算存在两个方面的不够，以致驱流功效不睬想。图7原计算硅钢片
首先，硅钢片槽双侧长度不够，不能全部包覆施感导体前部，应将其加长，如许就将感觉器中的交变电流孕育的交变磁场向齿槽底部方位前移，能够有用地削减漏磁，增强齿槽底部的加热功效。其次，硅钢片后部宽度不够，总面积小，吸附磁力线才能有限，因而增多了一个上底5mm、下底1mm、高5mm的梯形面积。为了避免齿顶部棱角处因尖角效应孕育过热，将硅钢片从靠近齿顶处至尾部加工成倒角，孕育梯形机关。改良后的硅钢片计算如图8所示。图8改良后的硅钢片
（2）从新淬火实验应用再次改良的感觉重视复前述感觉加热淬火实验，浸蚀试验完毕如图9所示。图9改良冷却水路和硅钢片后的实验功效
用再次改良的感觉器对试件加热淬火后，齿面淬硬层匀称，齿槽底部淬火功效杰出，全部能够餍足模数8的齿轮沿齿槽持续中频感觉加热表面淬火的须要。二、变位直齿轮的表面淬火
1手艺请求实验采取某重大项目环型起重机变位直齿轮，模数为8，齿数为，变位系数为－0.，齿顶圆直径为.23mm，齿宽为80mm，材质为42CrMo钢。请求齿部中频感觉加热表面淬火，齿面硬度40～46HRC，节圆处有用强硬层深度≥1.5mm，齿槽底部淬硬，齿双侧硬度散布要匀称，统一个齿面硬度的差错不容许超越4.5HRC，并且附携同熔炼炉次材质齿形试样，剖解审查齿形试样有用强硬层深度。2淬火实验应用前述试制胜利的感觉器，在多功效中频感觉淬火机床上对该齿轮举办沿齿槽持续加热表面淬火。工件和感觉器的装夹与图3方法雷同。工艺参数见表1。采取德润宝BW淬火冷却介质，浓度13%。表1表面淬火工艺参数
3试临盆完毕齿轮淬火后在炎风炉中℃回火。回火后齿面硬度45～46HRC。切片举办淬硬层深探测，宏观浸蚀描写如图10所示。用显微硬度计探测硬度散布状况，完毕见表2。按GB/T—判定节圆有用强硬层深度DS＝1.90mm，齿槽底部强硬功效杰出，齿面硬度匀称，全部到达手艺目标请求。图10齿轮淬火后宏观审查强硬深度
表2有用强硬层深探测（建设功率33%）
三、完成语
1）运用该感觉器对现实临盆中的模数8齿轮举办表面淬火，全部餍足了计算图样提议的手艺目标请求，阐明该中频感觉淬火感觉器计算正当，用于小模数齿轮沿齿槽持续感觉加热表面淬火是可行的，并且运用功效杰出。2）该感觉器的计算胜利首创了小模数齿轮感觉器计算新思绪，为大直径小模数齿轮沿齿槽持续中频感觉加热淬火感觉器的计算供应了贵重阅历。参考文件：略。投稿应知
《金属加工（热加工）》杂志感觉加热栏目投稿规模：前沿金属材料钻研，先进、有用的感觉热收拾工艺和手艺，淬火机床和淬火冷却介质的开拓，感觉器的研发与制造，感觉淬火冷却手艺，工艺、材料探测与解析，热温丈量与遏制，感觉熔炼与感觉透热手艺、工艺装备的运用，零件做废解析等。
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