薄壁齿轮的超音频感应加热淬火

薄壁齿轮材料及热处理技术要求

齿轮材料为45钢。热处理技术要求是齿坯正火到179-299HB，精切齿后沿齿沟高频感应加热淬火到硬度48—55HRC。齿根淬硬层深度≥0.5mm。

淬火加热电源设备

淬火机床功率100kW，加热频率100kHz。感应器采用螺旋状，同时感应器设计时增大与齿轮的耦合，提升感应加热的速度。

加热工艺参数

加热采用全齿同时加热方式。通过加热电源输入功率的调节控制齿轮感应加热时获得的比功率，从而控制感应加热速度。加热后采用喷水冷却的方式。

从动齿圈中频感应加热预淬火

从动齿圈是联合收割机差速器总成中的关键零件。技术要求感应淬火后齿顶和齿根部硬度为50～60HRC。

从动齿圈采用整体预热后高频加热淬火方式，可使齿部与心部的温差减小，降低齿顶和齿根传热条件不同而引起的温度差异，获得沿齿廓分布的淬硬层。另外，单齿淬火设备技术参数，考虑到操作方便，直接采用中频进行齿部预热后二次加热淬火。零件淬火后留自回火温度200～250 ℃，同时规定淬火和回火时间间隔不得超过2小时，有效防止淬火裂纹的产生。

1. 从动齿圈采用齿部预热后中频加热淬火方式，可以显著降低由于齿顶和齿根传热条件不同而导致的温度差异，从而获得沿齿廓分布的淬硬层。

2. 在对齿宽较宽的盘状类齿轮整体加热的感应器设计时，感应器的高度应比齿圈的齿宽小1～2 mm，以减小加热时的尖角效应。

3. 随着数控淬火机床的发展，如果采用数控机床，可以实现两次加热采用不同的工艺参数，则能够取得更好的效果。

解决花键轴同一键槽各部位淬火加热温度不均匀性问题：

(1)减少感应器高度在保证感应器本身强度及内部冷却系统冷却能力的前提下，减少感应器高度，使感应器可以进入花键三分之一后就开始加热，使感应器预热部位的作用得以充分发挥。

(2)增加预热工艺增加预热工艺，感应器在花键轴键槽下部起始位置加热一、二秒后开始运动，增加花键轴键槽下部加热效果。这样达到花键轴同一键槽各部位淬火加热温度的均匀。

感应在中国是感应热处理，致力于感应淬火技术的研发已有十多年的历程，目前拥有多项，其淬火机床已应用于众多工业领域传动部件及动力输出部件的感应淬火。

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