齿轮的感应硬化
发布时间：2020-8-7 9:48:59 来源： 作者：
1. 齿轮淬火方法
1.1 旋转（全齿）硬化主要用火焰硬化来进行；对于不同的尺寸只需要一套烧嘴（感应旋转硬化需要较大的振荡器功率和与齿轮尺寸相配的感应器）。它的费用低；在中等硬度范围（HRC=45~56）内能可靠地掌握，超过这个硬度就增加了产生裂纹的危险；能沿齿轮整圈获得较均匀的硬度。更重要的是，它适合小尺寸与中等尺寸齿轮。
1.2 逐齿双齿廓硬化：对大齿轮比较经济，在中等硬度范围（HRC=45-56）内容易掌握。翘曲变形小，通常不需要磨齿。硬化区应当在齿根临界截面的上方处终止，但是在啮合起点处要有足够的硬度。
1.3 逐齿齿槽硬化：大齿轮在中等硬度范围内（HRC=45~52，有时到55）比较经济。只有在仔细准备和监控，并具有长期的经验、合适的材料和最佳的硬化条件下，才能使硬化裂纹的危险性比较小。翘曲变形小，但是要比双齿廓硬化大一些，常常在硬化开始的地方有周节误差；有时要求齿轮磨削。逐齿齿槽硬化加热时，当感应线圈稍作调整后同样可以达到逐齿双齿廓的感应效果。
1.4 渗碳硬化：从大批量到单件生产都可以应用。它的直径受到炉子尺寸与磨床的限制。一直到最高的齿根强度和点蚀强度的范围内，它都可以掌握。它可以可靠地避免硬化裂纹；但是，可靠的热处理工艺比较费钱。渗碳后翘曲变形大，需要通过磨齿来保证精度。对于单件生产费用较昂贵。
1.5 氮化硬化：它是一种翘曲变形小的热处理，这是因为，在由淡化温度冷却时，金相组织未发生相变；淡化后通常不需要磨齿。但是淡化的时间比较长，例如：31CrMoV9气体淡化温度为490°时，所需的时间大约为192h。而且，淡化后的金相组织要求比较严格。氮化费用相当昂贵。
综合考虑，对于工程机械回转减速机输出齿轮，单件生产和DIN 9级精度等级要求，一般情况下，选用调质钢进行双齿廓感应硬化就能满足齿轮的承载能力、使用寿命，同时又能减低成本。
2.调质钢的材料
如果要求有足够的表面硬度，就要求含碳量为0.3%到0.45%（超过时就对产生裂纹敏感）。为了避免产生硬化裂纹，要求有较高的纯度，带状杂质特别不利。为了获得均匀的硬化结果，最好按照DIN50191的顶端淬火试验法来验收材料；裂纹敏感性用多次淬火试件试验。
非合金钢多数进行正火处理（切削性好，调质性能差）。由于要求高冷却速度，所以产生裂纹的危险性大（由于有铁素体成份，有硬度过低的危险）。具有调质组织的合金钢比具有退火组织的（由于有铁素体成份，有硬度过低的危险）更合适；产生裂纹的危险性随着Ni含量的增多（最佳值为超过2%）而减少。铸钢首先要用烧嘴或感应器正火；以便了解硬化区的缺陷。小的缺陷部位可以磨掉，但不允许焊接。
3.逐齿硬化的工艺路线
逐齿硬化设备多数情况都是感应装置（比较简单可靠，能均匀地提供能量）。它比旋转硬化较难掌握，因此，为了能在整个一圈取得恒定的硬化结果，要求具备下列特殊工艺路线：
① 准确配置与引导感应器（燃烧器）。
② 在齿状硬化试件上进行预试验（检查硬化图形与金相组织）。
③ 沿整个一圈有恒定的硬化条件与淬火条件（保持轮体的温度恒定）。
④ 在硬化一圈后，在试件上重复硬化（检验与第2项同）。
⑤ 使轮齿两端约1个模数宽处不予硬化（减少齿角折断的危险）。
⑥ 硬化后在180~200°C左右可直接消除齿轮的应力，减少产生裂纹的危险性。