齿轮双频感应淬火技术（SDF法）及其应用

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：美国ELECTROHEAT公司和德国ELDEC公司等提出的同时双频感应淬火，才真正使齿轮的轮廓淬火获得成功。图7-9 现代化齿轮同时双频感应淬火示意图图7-10 齿轮同时双频感应加热及其硬化层分布1—齿轮 2—感应圈SDF法优点与用途1）优点。同时双频感应加热，易于集成在现有机加工生产线上。很显然，SDF同步双频感应淬火具有更小的畸变量和更均一的轮廓硬化层图7-11 行星齿轮简图图7-12 行星齿轮感应淬火畸变量对比a）SDF同时双频感应淬火 b）中频感应淬火2）应用。

对齿轮进行“轮廓状淬硬层”感应淬火，以获得仿形硬化层分布和齿面的高耐磨性和齿根部承受残余压应力下的高疲劳抗力。美国ELECTROHEAT公司和德国ELDEC公司等提出的同时双频感应淬火，才真正使齿轮的轮廓淬火获得成功。

（1）同时双频感应淬火技术现代化的双频感应淬火技术是在一个感应圈上同时输出高频（如200～400kHz）和中频（如10～15kHz）两种不同频率对一个工件进行快速热处理，即同时双频感应淬火（见图7-9）。如SDF发生器包括正常功率输出的一个HF（高频）和一个MF（中频），采用IGBT技术，在中频振荡基础上叠加高频振荡。HF和MF功率元件能够从2％～100％进行连续调整，采用集成PLC控制，具有多个程序时间和功率设定，可获得沿齿廓分布的硬化层，特别适合处理类似齿轮等复杂表面的零件。

锥齿轮齿顶形状复杂，在渗碳淬火后不容易进行磨齿以校正其畸变，而采用SDF同时双频感应淬火的处理时间［加热时间200ms，功率580kW（MF＋HF），10kHz和230kHz］与传统渗碳淬火相比，仅为其40％左右，加上感应热处理为表面局部加热淬火，故畸变很小，完全可以达到畸变公差要求，齿轮不需磨齿。目前，SDF同时双频感应加热设备功率达到3MW以上，可以满足大中型齿轮的表面热处理需求。图7-10所示为齿轮同时双频感应加热及其硬化层分布。

图7-9 现代化齿轮同时双频感应淬火示意图

图7-10 齿轮同时双频感应加热及其硬化层分布

1—齿轮 2—感应圈

（2）SDF法优点与用途

1）优点。同时双频感应加热，易于集成在现有机加工生产线上。德国ELDEC公司与德国EMA公司合作开发的拾取式（即工装在固定的位置上，齿轮是移动的，由机械手抓取并进行淬火）的齿轮感应淬火机床，实现了齿轮感应淬火加工的全自动化。

SDF法具有极小的畸变量，以行星齿轮（见图7-11）为例，SDF与中频感应淬火畸变量的对比情况如图7-12所示。图7-12中行星齿轮在3个不同的横向位置A、B C和不同的纵向位置L1、L2、L3进行畸变量和硬化层深度的比较。纵坐标左边表示畸变量，右边表示硬化层深度；横坐标为测试点的位置。黑点代表硬化层深度，折线代表畸变量。很显然，SDF同步双频感应淬火具有更小的畸变量和更均一的轮廓硬化层

图7-11 行星齿轮简图

图7-12 行星齿轮感应淬火畸变量对比

a）SDF同时双频感应淬火 b）中频感应淬火

齿轮双频感应淬火技术（SDF法）及其应用

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