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首頁(yè) > 合理使用感應(yīng)加熱淬火技術(shù)解決生產(chǎn)難題
盡管滲碳淬火工藝在獲得硬化層的均勻分布及淬火質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中卻存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、熱處理變形大、機(jī)加困難、清潔性差、耗能等缺點(diǎn)。 而滲碳淬火工藝的這些缺陷，則正是感應(yīng)加熱淬火技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此，如何合理使用感應(yīng)加熱淬火技術(shù)，是一個(gè)亟待解決的課題。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)介入滲碳過(guò)程，滲碳淬火爐內(nèi)碳?xì)夥盏玫搅司_控制，從而使得滲碳淬火后的硬化層均勻性、硬化層的深度、淬火質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性得以保證。加之國(guó)內(nèi)，尤其是重型制造行業(yè)大規(guī)模引進(jìn)數(shù)控成形磨齒機(jī)，齒輪的表面強(qiáng)化方式越來(lái)越傾向于采用滲碳淬火的熱處理方式。而以前常用的感應(yīng)熱處理方式，因淬火強(qiáng)化效果不穩(wěn)定，淬火開裂傾向較大，難以獲得沿齒廓分布的硬化層，齒根強(qiáng)化效果差；中頻加熱電源的頻率和功率可調(diào)性差，難于實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱淬火參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。因此近年來(lái)在齒輪上的應(yīng)用越來(lái)越少。
為此，中國(guó)齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)齒輪熱處理工作委員會(huì)于2006年9月在太原召開了齒輪感應(yīng)加熱淬火技術(shù)專題討論會(huì)，筆者有幸參與了此次盛會(huì)。與會(huì)代表各自總結(jié)了近年來(lái)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)在齒輪表面強(qiáng)化上的應(yīng)用成果及成功經(jīng)驗(yàn)，使我們看到了感應(yīng)加熱淬火在齒輪強(qiáng)化上的應(yīng)用前景。筆者作為多年來(lái)在專業(yè)齒輪制造廠從事感應(yīng)熱處理工作的技術(shù)人員，在此，結(jié)合本行業(yè)的一些實(shí)際情況，談?wù)劯袘?yīng)加熱淬火技術(shù)在齒輪強(qiáng)化技術(shù)上的一些心得體會(huì)。
盡管滲碳淬火工藝在獲得硬化層的均勻分布及淬火質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中卻存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、熱處理變形大、機(jī)加困難、清潔性差、耗能等缺點(diǎn)。就拿我集團(tuán)公司生產(chǎn)的各類軋線設(shè)備主傳動(dòng)裝置上的主減速機(jī)、齒輪機(jī)座中的大模數(shù)（m＞25以上）的齒輪、齒輪軸產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，由于存在非滲碳面的保護(hù)問(wèn)題，雖然在滲碳過(guò)程中對(duì)非滲碳部位采取了用防滲涂料進(jìn)行保護(hù)，但效果不顯著，使得齒輪、齒輪軸磨削前的半精車，精車工序困難，增加刀具消耗，導(dǎo)致我們不得不在滲碳后增加一道去非滲部位的滲碳層的加工工序，無(wú)形中增加了生產(chǎn)周期。更主要的還是熱處理變形大，在實(shí)際加工中造成齒面的硬化層分布不均勻，齒部尺寸超差，磨齒后精度降低，影響其正常的使用要求。如果采取增加留量的措施加以解決，首先就要增加滲碳層深度，這樣就會(huì)延長(zhǎng)滲碳周期，同時(shí)引起滲碳層的脆性增大，影響產(chǎn)品的使用質(zhì)量。滲碳淬火工藝的這些缺陷，則正是感應(yīng)加熱淬火技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。因此，如何合理使用感應(yīng)加熱淬火技術(shù)，是一個(gè)亟待解決的課題。筆者根據(jù)多年感應(yīng)熱處理的工作實(shí)踐認(rèn)為，采用感應(yīng)加熱沿齒溝淬火工藝，可以在保證齒輪零件的正常使用下完全解決上述所遇到的問(wèn)題，前提是要解決沿齒溝淬火工藝中存在的以下問(wèn)題：
（1）沿齒溝淬火感應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造。
（2）對(duì)已淬硬齒面的保護(hù)即如何防止齒面“回火”。
（3）淬火冷卻方式的合理選擇。
為此，在為八鋼1750軋機(jī)，國(guó)豐1450軋機(jī)及漣鋼1750軋機(jī)精軋部位主傳動(dòng)裝置中的鼓形齒接軸產(chǎn)品的內(nèi)齒圈強(qiáng)化方式上，我分廠做了用沿齒溝淬火工藝代替原來(lái)的的滲碳淬火工藝方面的嘗試，取得了顯著效果。
值得注意的是，21世紀(jì)的熱處理向高效、節(jié)能、精密、清潔方向發(fā)展，提倡“少無(wú)污染、少無(wú)畸變、少無(wú)（質(zhì)量）分散、少無(wú)浪費(fèi)、少無(wú)氧化、少無(wú)脫碳、少無(wú)人工、少無(wú)廢品”的理念。而我國(guó)的“十、一五”計(jì)劃也明確提出了環(huán)境友好型、節(jié)約能源型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針。這些都表明，作為一種清潔、節(jié)能的熱處理工藝，只要解決其潛在的弱點(diǎn)，感應(yīng)加熱淬火技術(shù)在齒輪上的應(yīng)用就具有一定的生命力。隨著全頻固態(tài)IGBT逆變電源技術(shù)應(yīng)用的日益成熟，加熱電源頻率和功率的可調(diào)性問(wèn)題得到完全解決，感應(yīng)加熱淬火參數(shù)的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制得到完全保證，加上數(shù)控淬火機(jī)床的廣泛應(yīng)用，感應(yīng)加熱淬火的淬火質(zhì)量、強(qiáng)化效果的穩(wěn)定性及可靠性將得到進(jìn)一步保證。由于電源的頻率在50～100Hz范圍內(nèi)可調(diào)，硬化層深度范圍完全可滿足齒輪類零件的使用要求，而且淬火層的深度可達(dá)10mm以上，這是現(xiàn)在的滲碳淬火工藝所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。未來(lái)的冶軋、艦船、起重和礦山等重載齒輪，必然向深層發(fā)展，而深層滲碳（＞5mm）在目前階段，我國(guó)還不具備成熟的工藝，主要表現(xiàn)在：
（1） 適合深層滲碳的用鋼還得研究；
（2） 滲碳周期長(zhǎng)，淬火變形的問(wèn)題急需要解決；
（3） 如何保證滲層的質(zhì)量，而感應(yīng)加熱淬火技術(shù)無(wú)疑在這方面占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
筆者認(rèn)為，廣大從事感應(yīng)熱處理工作者只要通過(guò)努力，針對(duì)其在齒輪強(qiáng)化上存在的弱點(diǎn)，進(jìn)行廣泛、深入的研究，并找到解決的辦法，相信未來(lái)感應(yīng)加熱淬火技術(shù)在齒輪上的應(yīng)用會(huì)有更加美好的前景。
