1.表面淬火齿轮的一般技术要求
表面淬火齿轮的一般技术要求见表18-13。
表18-13 表面淬火齿轮的技术要求
①m为齿轮模数。
齿轮表面淬火硬化层分布形式、强化效果及应用范围见表18-14。
表18-14 齿轮表面淬火硬化层分布形式及应用范围
（续）
注：m为齿轮模数。
2.齿轮的火焰淬火
（1）齿轮的火焰淬火方法 图18-1所示为几种典型的火焰淬火方法示意图。
图18-1 齿轮的火焰淬火方法
a）全齿旋转淬火法 b）单齿连续加热淬火法 c）沿齿沟连续加热淬火法
1）全齿旋转火焰淬火。全齿淬火主要应用于中小模数齿轮。全齿淬火后的硬化层深度主要取决于加热温度和加热时间。
2）单齿连续火焰淬火。单齿淬火主要应用于大模数齿轮，分沿齿腹淬火法（见图18-1b）和沿齿沟淬火法（见图18-1c）。单齿连续淬火后的硬化层深度与氧气压力、喷嘴或工件的移动速度、火孔与水孔的距离以及工件预热温度等有关。不同钢材对应的火孔与水孔行间距离关系如表18-15所示。
表18-15 各种钢对应的火孔与水孔行间距离
沿齿沟淬火时，由于齿根处的热量流失比齿腹要多，所以喷嘴上加热齿根用的火孔要适当多布置一些。此外，相邻的两个齿腹应采用水管通水喷冷，避免已淬硬部分受热回火。
（2）齿轮火焰淬火工艺
1）预备热处理。火焰淬火齿轮一般采用调质作为预备热处理，要求不高的齿轮也可采用正火。
2）齿轮火焰淬火工艺参数见表18-16。
表18-16 齿轮火焰淬火的推荐工艺参数
3.齿轮的感应淬火
（1）全齿感应淬火
1）电流频率的选择（见表18-17）。
表18-17 常用感应加热频率的适用范围
2）加热功率的确定。齿轮加热时所需总功率可按下式估算：
P齿=ΔP·S
式中 P齿——齿轮加热所需总功率（kW）；
ΔP——功率密度（kW/cm2）；
S——齿轮受热等效面积（cm2）。
比功率ΔP与齿轮模数、受热面积及硬化层深度有关，可参考表18-18～表18-20选择。
表18-18 齿轮模数与功率密度、单位能量的关系
表18-19 100kW高频设备上齿轮表面积和 功率密度、单位能量的关系
表18-20 中频感应淬火硬化层深度与功率密度的关系
齿轮受热等效面积按下式计算：
S=1.2πDpB
式中 Dp——齿轮节圆直径（cm）；
B——齿轮宽度（cm）。
3）感应器。全齿淬火感应器均为圈式结构，典型的感应器结构尺寸列于表18-21。
4）加热和冷却。感应加热温度可根据钢中碳和合金元素含量参考表18-22确定。
齿轮感应加热时间可根据下式估算：
τ=ΔQ/ΔP
式中 ΔQ——单位表面所消耗能量（kW·s/cm2）；
ΔP——功率密度（kW/cm2）。(www.xing528.com)
齿轮感应淬火的冷却介质及其冷却方式见表18-23。
表18-21 全齿淬火感应器
（续）
表18-22 钢材感应淬火加热温度
表18-23 感应加热常用冷却介质及其冷却方式
①喷液压力一般为（1.5～4）×105Pa，喷油冷却应注意防火及排烟。
（2）单齿感应淬火 单齿感应淬火适宜于模数和尺寸较大的齿轮，分沿齿面单齿淬火和沿齿沟单齿淬火。对于轮齿较宽的齿轮，通常采用单齿连续加热淬火方法。表18-24和表18-25为单齿连续感应淬火感应器结构尺寸及电规范。表18-26和表18-27为V形感应器结构尺寸及沿齿沟淬火工艺规范。
4.齿轮的双频感应淬火
通常采用的一种频率感应淬火工艺仅对少量齿轮能得到沿齿廓分布的硬化层，而大多数齿轮感应淬火后其硬化层分布要么齿全部淬透，要么齿根得不到硬化，而双频感应淬火则可大大改善齿轮的硬化效果。
1）加热原理。双频感应淬火是采用“低频趋里，高频趋表”的特性，其原理，见图18-2。
2）双频加热工艺及效果。
齿轮参数：m=2mm，z=36，全齿高4.7mm，齿宽20mm。
材料：感应淬火S45C，渗碳淬火SCM420。
工艺参数，见表18-28。结果，见表18-29。
表18-24 单齿连续感应淬火感应器
表18-25 单齿连续感应加热的电规范
注：输出功率取上限时，则移动速度取上限，反之，输出功率取下限时，移动速度亦取下限。
表18-26 高频V形感应器的结构及设计要点
表18-27 V形感应器沿齿沟淬火工艺规范
注：发电机频率2.5kHz。
图18-2 双频感应加热原理（x—齿部，y—预热区，z—心部）（冷态）
表18-28 齿轮三种不同的试验工艺参数
表18-29 三种热处理工艺的变形、残留压应力及沿齿廓仿形率的测量结果
3）SDF（Simultaneous Dual Frequency）新工艺。传统的双频感应淬火是两种频率的电源分别施加到两个感应器，齿轮需要从低频感应器预热之后迅速转移到高频感应器加热淬火，而新的双频感应淬火是两种频率的电源同时施加于一个感应器，齿轮仅在此一个感应器中完成预热和加热淬火，称之为SDF法，即同时双频感应淬火法，其原理示意如图18-3所示。图18-4所示为CF53钢（50钢）、φ24.8mm小齿轮采用140kW/MF和70kW/HF同时加热淬火的结果。
5.55Ti、60Ti、70Ti低淬透性钢齿轮的感应淬火
（1）预备热处理 低淬透性钢的预备热处理一般采用正火，正火温度通常为810～830℃，其组织为珠光体和均匀分布的铁素体，硬度为156～229HBW。
图18-3 齿轮同时双频淬火操作示意图
图18-4 φ24.8mm小齿轮SDF仿形淬火结果
（2）淬火 低淬透性钢齿轮淬火加热频率可参考表18-30进行选择。
低淬透性钢齿轮感应淬火时，通常采用0.3～0.5kW/cm2的功率密度，淬火温度通常控制在830～850℃。
低淬透性钢的临界冷却速度高达400～1000℃/s，要求淬火冷却速度较高。可采用0.14%左右的聚乙烯醇水溶液喷冷，淬冷液的压力为7×105Pa，单位面积流量不小于0.11L/cm2。
6.表面淬火齿轮的常见缺陷及质量检验
齿轮表面淬火时通常产生的缺陷和原因以及预防措施见表18-31，检验项目及内容见表18-32。
表18-30 低淬透性钢齿轮淬火频率的选择
表18-31 表面淬火齿轮的常见缺陷及防止措施
表18-32 表面淬火齿轮的检验项目、内容和要求
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
