齒圈高頻淬火工藝的製作方法

2023-04-25 11:51:26

齒圈高頻淬火工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種齒圈高頻淬火工藝，屬於熱處理【技術領域】，它包括以下步驟：a、調整淬火感應圈的截面形狀，使淬火感應圈的截面形狀為直角梯形，淬火感應圈水平放置且淬火感應圈的長直角邊朝上，將齒圈放置於淬火感應圈內且齒圈的倒角端面朝上；b、第一次淬火，淬火感應圈的長直角邊到齒圈的倒角端面的落差為第一設定距離，加熱時間設定為第一設定時間，冷卻時間設定為第二設定時間；c、第二次淬火，淬火感應圈的短直角邊到到齒圈的非倒角端面的落差為第二設定距離，加熱時間設定為第三設定時間，冷卻時間設定為第四設定時間。本發明解決了傳統高頻淬火工藝無法實現齒圈「陰陽臉」的技術問題，廣泛應用於熱處理中。
【專利說明】齒圈高頻淬火工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱處理【技術領域】，尤其涉及一種齒圈高頻淬火工藝。

【背景技術】
[0002] 齒圈在機加工完成後都要進行熱處理，以提高其表面硬度及耐磨性能，目前常用 熱處理工藝為高頻淬火，高頻淬火多數用於工業金屬零件表面淬火，是使工件表面產生一 定的感應電流，迅速加熱零件表面，然後迅速淬火的一種金屬熱處理方法。使用的設備為高 頻淬火感應器，感應加熱的原理：工件放到感應器內，感應器一般是輸入中頻或高頻交流電 (1000-300000HZ或更高）的空心銅管，如圖2所示，銅管制作成方管形狀，通過設計好的胎 具在加熱變形的條件下快速完成整形，做成想要的圓柱型感應器，產生交變磁場在工件中 產生出同頻率的感應電流，這種感應電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內部很 弱，到心部接近於0,利用這個集膚效應，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內表面溫度上升 到800-1000°C，而心部溫度升高很小。普通的齒圈淬火要求一般為淬火透件，齒圈的兩端面 淬硬層深度、硬度及金相等級均相同，此結構能夠滿足普通齒圈的淬火要求，淬出來的工件 淬硬層深度上下一致。
[0003] 然而對有些齒圈來說，其兩端面的受力狀況不同，也就是說齒圈的倒角端面與齒 圈的非倒角端面承受不同的載荷，對齒圈兩端面的淬硬層深度要求不同，硬度也不相同，並 且為了保證齒的使用壽命，且淬硬層不能過齒根圓，這就是所謂的"陰陽臉"，在實際加工中 雖然由於某些因素會導致"陰陽臉"的產生，但是這些"陰陽臉"屬於熱處理缺陷，無法精確 控制，因此，這種具有特殊要求的"陰陽臉"採用傳統的高頻淬火工藝是無法實現的，也是本 領域技術人員需要攻克的一個技術難題。


【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題是：提供一種齒圈高頻淬火工藝，以解決傳統高頻淬 火工藝無法實現齒圈"陰陽臉"的技術問題。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種齒圈高頻淬火工藝，包括以下步 驟：
[0006] a、調整淬火感應圈的截面形狀，使所述淬火感應圈的截面形狀為直角梯形，所述 淬火感應圈水平放置且所述淬火感應圈的長直角邊朝上，將齒圈放置於所述淬火感應圈內 且所述齒圈的倒角端面朝上；
[0007] b、第一次淬火，所述淬火感應圈的長直角邊到所述齒圈的倒角端面的落差為第一 設定距離，加熱時間設定為第一設定時間，冷卻時間設定為第二設定時間；
[0008] c、第二次淬火，所述淬火感應圈的短直角邊到到所述齒圈的非倒角端面的落差為 第二設定距離，加熱時間設定為第三設定時間，冷卻時間設定為第四設定時間。
[0009] 作為一種改進，在步驟b中，所述淬火感應圈的長直角邊到所述齒圈的倒角端面 的落差為3. 5毫米，加熱時間設定為5. 8秒，冷卻時間設定為10秒。
[0010] 作為一種改進，在步驟c中，所述淬火感應圈的短直角邊到到所述齒圈的非倒角 端面的落差為2毫米，加熱時間設定為5. 7秒，冷卻時間設定為10秒。
[0011] 作為另一種改進，所述淬火感應圈的三個直角邊的外周均包覆有導磁體。
[0012] 採用了上述技術方案後，本發明的有益效果是：由於設置了直角梯形截面的淬火 感應圈結構，改變了磁場方向，使得產品淬硬層不淬透，以滿足"陰陽臉"要求；又由於使用 了兩次淬火，通過使用不同的淬火參數實現了齒圈兩端面淬硬層不同、硬度不同的效果，並 且可以改變淬火參數來控制淬硬層的深度和硬度。
[0013] 由於淬火感應圈的三個直角邊的外周均包覆有導磁體，對磁場進行有效的屏蔽， 減少了能量損失，起到了節能作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明實施例的結構示意圖；
[0015] 圖2是傳統銅管的截面形狀圖；
[0016] 圖3是本發明實施例銅管的截面形狀圖；
[0017] 圖4是圖1中A的放大圖；
[0018] 圖中：1、淬火感應圈，11、長直角邊，12、短直角邊，13、導磁體，2、齒圈，21、倒角端 面，22、非倒角端面，3、噴水圈。

【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0020] 如圖1和圖4共同所示，一種齒圈高頻淬火工藝，包括以下步驟：
[0021] a、調整淬火感應圈1的截面形狀，使淬火感應圈1的截面形狀為直角梯形（如圖 3所示），淬火感應圈1的三個直角邊的外周均包覆有導磁體13,導磁體13進行磁場屏蔽， 減少能量損失，起到了節能作用，淬火感應圈1水平放置且淬火感應圈1的長直角邊11朝 上，將齒圈2放置於淬火感應圈1內且齒圈2的倒角端面21朝上；
[0022] b、第一次淬火，淬火感應圈1的長直角邊11到齒圈2的倒角端面21的落差為第 一設定距離，加熱時間設定為第一設定時間，冷卻時間設定為第二設定時間；
[0023] c、第二次淬火，淬火感應圈1的短直角邊12到到齒圈2的非倒角端面22的落差 為第二設定距離，加熱時間設定為第三設定時間，冷卻時間設定為第四設定時間。
[0024] 本發明可以根據齒圈2兩端面的硬度要求以及淬火深度的要求，調整第一次淬火 和第二次淬火的工藝參數，使得"陰陽臉"可以通過參數調整來控制，解決了長期困擾本領 域技術人員的技術難題。
[0025] 下面，以齒圈2的厚度為17. 5毫米、淬火感應圈1的厚度為26毫米為例詳細介紹 以上工藝過程。
[0026] 使用工裝撐緊齒圈2的內圈，使得齒圈2的倒角端面21朝上放置於淬火感應圈1 中，齒圈2與淬火感應圈1同心設置，淬火感應圈1的長直角邊11朝上設置，位於淬火感應 圈1的短直角邊12 -側設有矩形截面結構的噴水圈3,噴水圈3通過緊固件與淬火感應圈 1連接在一起，用於噴水冷卻，冷卻介質為淬火液，濃度約3%?5%，濃度太小淬火件易出 現裂紋現象，濃度太大淬火件的硬度不夠。
[0027] 第一次淬火時，淬火感應圈1的長直角邊11到齒圈2的倒角端面21的落差為3. 5 毫米，加熱時間設定為5. 8秒，冷卻時間設定為10秒，冷卻時間即噴水時間，也需要控制，時 間短易出現屈氏體，甚至是噴水壓力也應該有效控制，通常壓力控制在〇· 3?0· 45MPa範 圍，壓力小易導致淬火件金相組織不均勻，易出現屈氏體，降低金相等級。
[0028] 冷卻後調整齒圈2位置，然後進行第二次淬火，淬火感應圈1的短直角邊12到到 齒圈2的非倒角端面22的落差為2毫米，加熱時間設定為5. 7秒，冷卻時間設定為10秒， 同樣，冷卻時間和噴水壓力參考第一次淬火。
[0029] 齒圈2 -次淬火不能加工出想要的淬硬層，中間有斷層，通過兩次淬火，齒圈2兩 端面的淬硬層深度不同，並且齒圈2的倒角端面21的HRC50?56,齒圈2的非倒角端面22 的HRC25?35,倒角端面21的淬硬層深度為齒根以下0. 5?2. 0mm，齒寬中心剖面的淬硬 層不超過齒根圓，很好的控制實現了 "陰陽臉"。
[0030] 本發明不僅適應於齒圈2的淬火工藝，還適合於其他產品的"陰陽臉"處理工藝， 這些產品具有兩個端面，且兩端面的淬硬層的深度和硬度都有要求，例如鏈輪、礦山設備中 的耐磨圈等等，不--舉例。
[0031] 本發明不局限於上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發， 不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 齒圈高頻淬火工藝，其特徵在於，包括以下步驟： a、 調整淬火感應圈的截面形狀，使所述淬火感應圈的截面形狀為直角梯形，所述淬火 感應圈水平放置且所述淬火感應圈的長直角邊朝上，將齒圈放置於所述淬火感應圈內且所 述齒圈的倒角端面朝上； b、 第一次淬火，所述淬火感應圈的長直角邊到所述齒圈的倒角端面的落差為第一設定 距離，加熱時間設定為第一設定時間，冷卻時間設定為第二設定時間； c、 第二次淬火，所述淬火感應圈的短直角邊到到所述齒圈的非倒角端面的落差為第二 設定距離，加熱時間設定為第三設定時間，冷卻時間設定為第四設定時間。
2. 如權利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特徵在於，在步驟b中，所述淬火感應圈 的長直角邊到所述齒圈的倒角端面的落差為3. 5毫米，加熱時間設定為5. 8秒，冷卻時間設 定為10秒。
3. 如權利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特徵在於，在步驟c中，所述淬火感應圈 的短直角邊到到所述齒圈的非倒角端面的落差為2毫米，加熱時間設定為5. 7秒，冷卻時間 設定為10秒。
4. 如權利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特徵在於，所述淬火感應圈的三個直角 邊的外周均包覆有導磁體。
【文檔編號】C21D1/10GK104152664SQ201410424144
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】李金年, 楊明軍, 李同明 申請人:盛瑞傳動股份有限公司