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曲轴的感应加热表面淬火

曲轴在大量生产中，广泛采用感应加热表面淬火。淬火方法通常有：采用整圈分开式感应器，曲轴在静止状态下的感应淬火方法和采用半圈淬火感应器，曲轴在旋转状态下的感应淬火方法。

曲轴半圈淬火感应器由有效圈，外侧板，定位块，淬火冷却装置等四个主要部分组成，电流通过有效圈将电能转变成热能，它是由异形紫铜管焊接成一个串联的8字形回路的半圆形施感导体。

曲轴是一个形状复杂的零件，采用整圈分开式感应器使曲轴在静止状态下感应淬火时，感应器所产生的纵向磁场，由于曲柄对磁场的屏蔽，是被加热的曲轴轴颈圆周及轴向各部位产生极大的差异，淬火设备操作指南，导致淬火后轴颈圆周各处的轴向硬化区差异极大，静止状态下感应加热，中频淬火设备6，感应器与轴颈的位置相对固定，感应器和轴颈圆周各处的经向间隙无法保持一致，导致淬火后轴颈圆周硬化层深度不均，因此，此种淬火方法已越来越少被采用。

采用半圆淬火感应器曲轴旋转感应加热方法，不仅因为改变了感应器产生的磁场方向，由纵向变为横向，基本消除了曲柄对磁场的屏蔽，从而淬火后轴颈各处的硬化区保持均匀，而且由于曲轴相对感应器做旋转，感应器靠定位块对轴颈做相对的柔性跟踪旋转运动，感应器藉助于定位块，能稳定保持干一个起与轴颈的间隙，保证了淬火后轴颈硬化层深度的均匀性和稳定性。因此，曲轴半圈感应器旋转加热淬火正越来越被广泛运用。

高频淬火设备对齿轮进行淬火常见问题及处理对策

不管是渗碳淬火、碳氮共渗淬火、感应加热淬火还是整体加热淬火，齿轮高频淬火冷却过程可能出现的热处理质量问题主要有：

1、淬火后硬度不足、淬火态硬度不均、淬火硬化深度不够；

2、 淬火后心部硬度过高；

3、 淬火变形超差；

4、淬火开裂；

出现这类质量问题往往与齿轮的材质、前处理、淬火加热和淬火冷却有关。在排除材质、前处理和加热中的问题后，淬火介质及相关技术的作用就特别突出了。事实上，近年来国外对淬火冷却的研究也证明，梧州淬火设备，在改进和提高热处理质量的工作中，注意的正是淬火冷却。

齿轮用高频淬火设备进行热处理冷却中的质量问题

一、硬度不足与硬化深度不够

齿轮高频淬火冷却速度偏低是造成齿轮淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不够的原因，但是，根据实际淬火齿轮的材质、形状大小和热处理要求不同，又可以分为高温阶段冷速不足、中低温阶段冷速不足以及低温阶段冷速不足等不同情况。比如。对于中小齿轮，淬火硬度不足往往是中高温阶段冷速不足所致，而模数大的齿轮要求较深淬硬层时，提高低温冷却速度就非常必要了。提高所用淬火介质的低温冷却速度，往往可以增大淬硬层深度。

二、淬火后心部硬度过高

这类问题可能与所选介质冷速过快或介质的低温冷却速度过高有关。解决办法之一是改换淬火油来满足要求。办法之二是与淬火介质生产厂家联系，有针对地加入适当的添加剂来降低淬火油的中低温冷却速度。办法之三是改用淬透性更低的钢种。

三、齿轮高频淬火开裂问题

这个问题主要出现在感应加热淬火中。选择好水性淬火介质，比如国内外普遍采用的PAG类淬火介质代替原来使用的自来水，问题便解决了。感应加热淬火采用PAG介质。可以获得高而均匀的淬火硬度和深而且稳定的淬硬层，淬裂危险。

齿轮采用高频淬火机进行预处理工艺产生的影响

一般来说，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，淬火设备维护保养，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。...

工艺的影响：

a.齿坯正火对渗碳齿轮变形的影响

齿坯正火是渗碳齿轮的一个预处理工序，但却是一个不可省略或忽视的关键工序。经多镝的生产实践证明：齿坯正火质量的好坏，不但影响齿轮冷加工性能，而且对齿轮采用高频淬火机终热处理的变形程度起着重要的作用。

正火温度采用960℃，比渗碳温高30℃，使齿还在渗碳前就消除锻造热应力及组织缺陷，获得组织一致且均匀的齿坯。低于渗碳温度的正火往往不能消除锻造后的应力及组织缺陷。高于960℃的正火又容易出现魏氏体组织并使铁素体呈网状分布，造成组织不均匀，并且硬度值也高，变形量增大。采用960℃加热、保温2.5h 出炉后空冷的正火工艺，基本上消除了锻造后的内应力和组织缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相组织为1、2级，硬度在165～190HB之间，切削性能良好，终热处理后变形减少，变形规律也基本一致。所以正确选择正火工艺并严格执行对于减小变形是十分重要的。

b.渗碳淬火温度对变形的影响

20CrNnTi钢渗碳后采用适宜的淬火温度对于减少热处理的变形或使变形变得规律化是有很大作用的。经过多次的试验，适宜的淬火温度是830～840℃。如果淬火温度偏高，则齿轮变形量增大，公法线长度胀大量也随着增大。

一般来说，对于带花键孔的齿轮采用高频淬火机渗碳淬火后内孔是收缩的。据文献介绍，840℃淬火虽然花键内孔趋于收缩，但变形的分散度明显减小，而860℃淬火时内孔变形大，稳定分散度也大，因此还是采用840℃淬火为好，淬火过程对变形的影响更为显著。