齒圈高頻淬火工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種齒圈高頻淬火工藝，屬于熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，它包括以下步驟：a、調(diào)整淬火感應(yīng)圈的截面形狀，使淬火感應(yīng)圈的截面形狀為直角梯形，淬火感應(yīng)圈水平放置且淬火感應(yīng)圈的長直角邊朝上，將齒圈放置于淬火感應(yīng)圈內(nèi)且齒圈的倒角端面朝上；b、第一次淬火，淬火感應(yīng)圈的長直角邊到齒圈的倒角端面的落差為第一設(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第一設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第二設(shè)定時間；c、第二次淬火，淬火感應(yīng)圈的短直角邊到到齒圈的非倒角端面的落差為第二設(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第三設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第四設(shè)定時間。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)高頻淬火工藝無法實現(xiàn)齒圈“陰陽臉”的技術(shù)問題，廣泛應(yīng)用于熱處理中。
【專利說明】齒圈高頻淬火工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種齒圈高頻淬火工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 齒圈在機加工完成后都要進行熱處理，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(shù)用于工業(yè)金屬零件表面淬火，是使工件表面產(chǎn)生一 定的感應(yīng)電流，迅速加熱零件表面，然后迅速淬火的一種金屬熱處理方法。使用的設(shè)備為高 頻淬火感應(yīng)器，感應(yīng)加熱的原理：工件放到感應(yīng)器內(nèi)，感應(yīng)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(shè)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(yīng)器，產(chǎn)生交變磁場在工件中 產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內(nèi)部很 弱，到心部接近于0,利用這個集膚效應(yīng)，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鐘內(nèi)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(jié)構(gòu)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，并 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 雖然由于某些因素會導(dǎo)致"陰陽臉"的產(chǎn)生，但是這些"陰陽臉"屬于熱處理缺陷，無法精確 控制，因此，這種具有特殊要求的"陰陽臉"采用傳統(tǒng)的高頻淬火工藝是無法實現(xiàn)的，也是本 領(lǐng)域技術(shù)人員需要攻克的一個技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種齒圈高頻淬火工藝，以解決傳統(tǒng)高頻淬 火工藝無法實現(xiàn)齒圈"陰陽臉"的技術(shù)問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種齒圈高頻淬火工藝，包括以下步 驟：
[0006] a、調(diào)整淬火感應(yīng)圈的截面形狀，使所述淬火感應(yīng)圈的截面形狀為直角梯形，所述 淬火感應(yīng)圈水平放置且所述淬火感應(yīng)圈的長直角邊朝上，將齒圈放置于所述淬火感應(yīng)圈內(nèi) 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(yīng)圈的長直角邊到所述齒圈的倒角端面的落差為第一 設(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第一設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第二設(shè)定時間；
[0008] c、第二次淬火，所述淬火感應(yīng)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(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第三設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第四設(shè)定時間。
[0009] 作為一種改進，在步驟b中，所述淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 8秒，冷卻時間設(shè)定為10秒。
[0010] 作為一種改進，在步驟c中，所述淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 7秒，冷卻時間設(shè)定為10秒。
[0011] 作為另一種改進，所述淬火感應(yīng)圈的三個直角邊的外周均包覆有導(dǎo)磁體。
[0012] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：由于設(shè)置了直角梯形截面的淬火 感應(yīng)圈結(jié)構(gòu)，改變了磁場方向，使得產(chǎn)品淬硬層不淬透，以滿足"陰陽臉"要求；又由于使用 了兩次淬火，通過使用不同的淬火參數(shù)實現(xiàn)了齒圈兩端面淬硬層不同、硬度不同的效果，并 且可以改變淬火參數(shù)來控制淬硬層的深度和硬度。
[0013] 由于淬火感應(yīng)圈的三個直角邊的外周均包覆有導(dǎo)磁體，對磁場進行有效的屏蔽， 減少了能量損失，起到了節(jié)能作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是傳統(tǒng)銅管的截面形狀圖；
[0016] 圖3是本發(fā)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(yīng)圈，11、長直角邊，12、短直角邊，13、導(dǎo)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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)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(diào)整淬火感應(yīng)圈1的截面形狀，使淬火感應(yīng)圈1的截面形狀為直角梯形（如圖 3所示），淬火感應(yīng)圈1的三個直角邊的外周均包覆有導(dǎo)磁體13,導(dǎo)磁體13進行磁場屏蔽， 減少能量損失，起到了節(jié)能作用，淬火感應(yīng)圈1水平放置且淬火感應(yīng)圈1的長直角邊11朝 上，將齒圈2放置于淬火感應(yīng)圈1內(nèi)且齒圈2的倒角端面21朝上；
[0022] b、第一次淬火，淬火感應(yīng)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(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第一設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第二設(shè)定時間；
[0023] c、第二次淬火，淬火感應(yīng)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(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第三設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第四設(shè)定時間。
[0024] 本發(fā)明可以根據(jù)齒圈2兩端面的硬度要求以及淬火深度的要求，調(diào)整第一次淬火 和第二次淬火的工藝參數(shù)，使得"陰陽臉"可以通過參數(shù)調(diào)整來控制，解決了長期困擾本領(lǐng) 域技術(shù)人員的技術(shù)難題。
[0025] 下面，以齒圈2的厚度為17. 5毫米、淬火感應(yīng)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(nèi)圈，使得齒圈2的倒角端面21朝上放置于淬火感應(yīng)圈1 中，齒圈2與淬火感應(yīng)圈1同心設(shè)置，淬火感應(yīng)圈1的長直角邊11朝上設(shè)置，位于淬火感應(yīng) 圈1的短直角邊12 -側(cè)設(shè)有矩形截面結(jié)構(gòu)的噴水圈3,噴水圈3通過緊固件與淬火感應(yīng)圈 1連接在一起，用于噴水冷卻，冷卻介質(zhì)為淬火液，濃度約3%?5%，濃度太小淬火件易出 現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，濃度太大淬火件的硬度不夠。
[0027] 第一次淬火時，淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 8秒，冷卻時間設(shè)定為10秒，冷卻時間即噴水時間，也需要控制，時 間短易出現(xiàn)屈氏體，甚至是噴水壓力也應(yīng)該有效控制，通常壓力控制在〇· 3?0· 45MPa范 圍，壓力小易導(dǎo)致淬火件金相組織不均勻，易出現(xiàn)屈氏體，降低金相等級。
[0028] 冷卻后調(diào)整齒圈2位置，然后進行第二次淬火，淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 7秒，冷卻時間設(shè)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，并且齒圈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(xiàn)了 "陰陽臉"。
[0030] 本發(fā)明不僅適應(yīng)于齒圈2的淬火工藝，還適合于其他產(chǎn)品的"陰陽臉"處理工藝， 這些產(chǎn)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(shè)備中 的耐磨圈等等，不--舉例。
[0031] 本發(fā)明不局限于上述具體的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)， 不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 齒圈高頻淬火工藝，其特征在于，包括以下步驟： a、 調(diào)整淬火感應(yīng)圈的截面形狀，使所述淬火感應(yīng)圈的截面形狀為直角梯形，所述淬火 感應(yīng)圈水平放置且所述淬火感應(yīng)圈的長直角邊朝上，將齒圈放置于所述淬火感應(yīng)圈內(nèi)且所 述齒圈的倒角端面朝上； b、 第一次淬火，所述淬火感應(yīng)圈的長直角邊到所述齒圈的倒角端面的落差為第一設(shè)定 距離，加熱時間設(shè)定為第一設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第二設(shè)定時間； c、 第二次淬火，所述淬火感應(yīng)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(shè)定距離，加熱時間設(shè)定為第三設(shè)定時間，冷卻時間設(shè)定為第四設(shè)定時間。
2. 如權(quán)利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特征在于，在步驟b中，所述淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 8秒，冷卻時間設(shè) 定為10秒。
3. 如權(quán)利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特征在于，在步驟c中，所述淬火感應(yīng)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(shè)定為5. 7秒，冷卻時間 設(shè)定為10秒。
4. 如權(quán)利要求1所述的齒圈高頻淬火工藝，其特征在于，所述淬火感應(yīng)圈的三個直角 邊的外周均包覆有導(dǎo)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(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】李金年, 楊明軍, 李同明 申請人:盛瑞傳動股份有限公司