齒輪的感應硬化
發布時間：2020-8-7 9:48:59 來源： 作者：
1. 齒輪淬火方法
1.1 旋轉（全齒）硬化主要用火焰硬化來進行；對于不同的尺寸只需要一套燒嘴（感應旋轉硬化需要較大的振蕩器功率和與齒輪尺寸相配的感應器）。它的費用低；在中等硬度范圍（HRC=45~56）內能可靠地掌握，超過這個硬度就增加了產生裂紋的危險；能沿齒輪整圈獲得較均勻的硬度。更重要的是，它適合小尺寸與中等尺寸齒輪。
1.2 逐齒雙齒廓硬化：對大齒輪比較經濟，在中等硬度范圍（HRC=45-56）內容易掌握。翹曲變形小，通常不需要磨齒。硬化區應當在齒根臨界截面的上方處終止，但是在嚙合起點處要有足夠的硬度。
1.3 逐齒齒槽硬化：大齒輪在中等硬度范圍內（HRC=45~52，有時到55）比較經濟。只有在仔細準備和監控，并具有長期的經驗、合適的材料和最佳的硬化條件下，才能使硬化裂紋的危險性比較小。翹曲變形小，但是要比雙齒廓硬化大一些，常常在硬化開始的地方有周節誤差；有時要求齒輪磨削。逐齒齒槽硬化加熱時，當感應線圈稍作調整后同樣可以達到逐齒雙齒廓的感應效果。
1.4 滲碳硬化：從大批量到單件生產都可以應用。它的直徑受到爐子尺寸與磨床的限制。一直到最高的齒根強度和點蝕強度的范圍內，它都可以掌握。它可以可靠地避免硬化裂紋；但是，可靠的熱處理工藝比較費錢。滲碳后翹曲變形大，需要通過磨齒來保證精度。對于單件生產費用較昂貴。
1.5 氮化硬化：它是一種翹曲變形小的熱處理，這是因為，在由淡化溫度冷卻時，金相組織未發生相變；淡化后通常不需要磨齒。但是淡化的時間比較長，例如：31CrMoV9氣體淡化溫度為490°時，所需的時間大約為192h。而且，淡化后的金相組織要求比較嚴格。氮化費用相當昂貴。
綜合考慮，對于工程機械回轉減速機輸出齒輪，單件生產和DIN 9級精度等級要求，一般情況下，選用調質鋼進行雙齒廓感應硬化就能滿足齒輪的承載能力、使用壽命，同時又能減低成本。
2.調質鋼的材料
如果要求有足夠的表面硬度，就要求含碳量為0.3%到0.45%（超過時就對產生裂紋敏感）。為了避免產生硬化裂紋，要求有較高的純度，帶狀雜質特別不利。為了獲得均勻的硬化結果，最好按照DIN50191的頂端淬火試驗法來驗收材料；裂紋敏感性用多次淬火試件試驗。
非合金鋼多數進行正火處理（切削性好，調質性能差）。由于要求高冷卻速度，所以產生裂紋的危險性大（由于有鐵素體成份，有硬度過低的危險）。具有調質組織的合金鋼比具有退火組織的（由于有鐵素體成份，有硬度過低的危險）更合適；產生裂紋的危險性隨著Ni含量的增多（最佳值為超過2%）而減少。鑄鋼首先要用燒嘴或感應器正火；以便了解硬化區的缺陷。小的缺陷部位可以磨掉，但不允許焊接。
3.逐齒硬化的工藝路線
逐齒硬化設備多數情況都是感應裝置（比較簡單可靠，能均勻地提供能量）。它比旋轉硬化較難掌握，因此，為了能在整個一圈取得恒定的硬化結果，要求具備下列特殊工藝路線：
① 準確配置與引導感應器（燃燒器）。
② 在齒狀硬化試件上進行預試驗（檢查硬化圖形與金相組織）。
③ 沿整個一圈有恒定的硬化條件與淬火條件（保持輪體的溫度恒定）。
④ 在硬化一圈后，在試件上重復硬化（檢驗與第2項同）。
⑤ 使輪齒兩端約1個模數寬處不予硬化（減少齒角折斷的危險）。
⑥ 硬化后在180~200°C左右可直接消除齒輪的應力，減少產生裂紋的危險性。