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车床变速箱拨叉齿轮采用超音频淬火电源进行热处理的工艺分析

车床变速箱拨叉齿轮的模数为6mm，材料为38CrMoA1A钢。热处理技术要求：调质硬度为250-280HBW。为满足此要求，不少厂家采用超音频淬火电源进行热处理，效果良好。

（1）工艺流程 调质一粗加工一高温时效一精加工一气体渗氮一精加工一成品。

（2）热处理工艺

1）调质处理。采用超音频淬火电源进行，淬火工艺：930-950℃，淬油；高温回火工艺：630-650℃，油冷。

2）高温时效。同样采用超音频淬火电源进行，加热温度为560℃，空冷。

不少厂家采用上述工艺进行热处理，生产出来的齿轮硬度达到250-280HBW，满足了工作的需要。更好的是此工艺适合大批量大规模生产，可以大大提高工人的生产效率。

高频感应淬火件常见淬火缺陷及其防止措施

高频感应淬火件常见淬火缺陷，主要有硬度不够，软件，变形超差与淬火裂纹，还有局部烧熔等。

一、高频淬火后表面硬度不够 高频感应淬火后硬度不够是常见的问题，其原因亦是多方面的。

1. 材料因素

1）火花鉴定法 这是的方法，检查工件在砂轮上磨出的火花，可大致知道工件的含碳量是否有变化，含碳量越多，火花越多。

2）直读光谱仪鉴别钢材的成分 现代化的直读光谱仪能在极短的时间内，将工件材料的各种元素极其含碳量金相检验并打印出来，可确定钢材是否图样要求。

3）排除工件表面贫碳或脱碳因素 较常见的是冷拔钢材，材料表面有一层贫碳或脱碳层，此时表面硬度低，单用砂轮或锉刀去掉0.5mm后，在测定硬度，如果发现该处硬度比外表面高，并达到要求，这表明工件表面有贫碳或脱碳层。为进一步验证此问题，可用金相显微镜观察，表面贫碳曾的组织和层次的显微组织明显不同，表面只有少量托氏体及大量铁素体，而次层则为马氏体。如果将此样品在保护气体下正火后在检验，珠光体面积接近50%。铸铁的这些金相学特点和相变规律是铸铁采用中频淬火机进行热处理的理论基础，对于指导生产具有重要意义。

2. 淬火加热温度不够或预冷时间太长 淬火加热温度不够或遇冷时间太长，致使淬火时温度太低，以中碳钢为例，前者淬火组织中含有大量未溶铁素体，后者其组织委托氏体或索氏体。

3. 冷却不足

1）特别在扫描淬火时，由于喷液区域太短，工件淬火后，经过喷液区后，心部热量又使表面子回火，此时表面自回火温度过高，常能从表面温度及颜色感测到。

2）一次加热法时，冷却时间太短，自回火温度过高，或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面，导致子回火面积过高。

3）喷水液温度过高，流量减少，浓度变化，淬火液中混有油污等。

4）喷液孔局部堵塞，器特点是局部硬度不足，软快区常与喷液孔堵塞文职相对应。

高频淬火和（超音频）中频淬火的区别

1、高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm）、硬度根据客户工件材质不同硬度要求不同、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）；

2、超音频淬火硬度层（1.5-3mm）

3、中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。

感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。5、对高温料和低温料的处理：温度过高的坯料作废品处理，进入废品箱，温度过低的坯料冷却后抛丸重复使用一次。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难 .

超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分 中小模数齿轮表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。4、阀片回火胎具的平整度应符合要求，阀片表面应无黏附的残盐等，夹紧后的阀片应在加热一定时间后取出进一步拧紧螺栓，可确保变形量符合技术要求。 根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:高频淬火;100-1000kHz. 中频淬火;1-10kHz. 工频淬火;50Hz超音频淬火：10-100KHZ

60钢板状零件感应淬火设备淬火变形分析和工艺改进

钢板零件是PFSU型齿轮测量仪上的重要零件，工件材料围60钢，板材厚度为≤25mm，工件经调质，机加工后进行平面感应加热淬火处理，要求工件表面有2-3条宽16-18mm的淬硬带区。技术要求为：淬火硬化区硬度≥60HRC，淬火硬化层深度≥1mm，板件平面弯曲度误差≤0.3mm。生产中发现，采用常规平面感应加热淬火后，板状零件弯曲度误差达0.5-0.80mm，工件变形严重超标，而变形过大板件矫正时易发生断裂失效。为此，对板状零件平面感应加热淬火变形缺陷及工艺进行了检验分析，并进行多项减少板型零件感应加热淬火变形工艺改进试验，其中4项试验效果良好，达到了技术要求变形指标，并应用于生产中。2、为减少变形和细化组织，采用中频淬火炉加热时，时间要短，温度要低，这样可明显减少其变形与翘曲等。

板状零件感应加热淬火设计了感应器，感应淬火与高温正火加热时，板型零件移动速度为（3-5）mm/s，低温淬火时为10-12mm/S，感应器与工件表面间隙取2-3mm。

（1）相反平面不对称低温预淬火试验，顶板预先在非淬火平面中部低温预淬火热处理，然后进行两条淬火硬化带淬火处理，板平面弯曲度误差为0.2-0.3mm，符合技术要求，变形凹向淬火平面。

（2）局部双平面同事感应加热表面淬火试验，前板经反复试验，采用长缝隙感应器双面同时加热一次淬火，处理后前板平面弯曲度误差≤0.1mm，质量优良。

（3）正反两平面轮换表面淬火试验，主滑板处理后，工件平面弯曲度误差≤0.2mm变形称凹向3条淬火带平面状态。

综合上述，上述三种工艺改进感应加热淬火试验均达到板状零件淬火后变形弯曲度误差≤0.3mm的技术要求，工件表面硬度＞60HRC，硬化层深度≥2.1mm，满足了板件感应淬火要求的各项技术指标。上述工艺改进方法已应用于生产中，技术经济效益明显，生产运行良好。不少厂家采用上述工艺进行热处理，生产出来的齿轮硬度达到250-280HBW，满足了工作的需要。