[发明专利]用于对环状表面进行感应表面淬火硬化的方法

说明书

本发明涉及用于对工件的环状表面进行感应表面淬火硬化的方法，尤其是轴承圈的工作表面；在馈进模式下，该环状表面和具有电感器的淬火硬化装置沿着处理方向彼此相对运动；当沿着处理方向看时，喷水器被设置于该电感器的下游，以便通过该电感器从初始区到结束区加热该环状表面，以及随后借助于喷水器通过冷却方式来硬化该环状表面，介于该初始区和结束区之间设置有未被淬火硬化的滑移区。

在通过局部加热和随后的淬火对闭合曲线轨迹形式的环状表面进行硬化的过程中，存在如下问题，即已经硬化的区域一定不能被再次加热到使得硬化特性又丧失的温度。在环状表面的情况下，未硬化的滑移区，例如其具有介于10毫米和20毫米之间的宽度，因而该滑移区被设置在硬化开始的初始区和硬化终止的结束区之间。在滚动轴承的情况下，已知的(方法)是铲磨该滑移区从而使得滚动体在那里不具有轴承接触。还必须考虑到，该初始区和结束区呈现为在该表面上的关于硬化的有效深度和硬度的过渡区域，因为这两个参数沿着滑移区方向分别减小。另一方面，由于淬火硬化装置和工件之间的匀速地运动以及也由于恒定的参数，在初始区和结束区之间的硬化区域，其硬度均匀性得以实现。除了淬火硬化装置和环状表面之间的速度，硬化结果也能够通过电感器的功率输出和频率、通过喷水器输送的冷却剂的量和温度，以及通过控制任何可能提供的预加热进行设置。

对于那些从实践中已知的具有电感器进行感应表面淬火硬化的方法，在用于连续淬火硬化的参数(的控制下)，淬火硬化装置在初始区被激活并且在结束区被停用。

文献DE 10 2005006701 B3、DE10 2006003014 B1和DE102008033735 A1披露了用于对工件的环状表面进行感应表面淬火硬化的方法。在该方法中，通过使用两个电感器，滑移区可以被避免产生或者被减小了，这两个电感器从初始区相互反方向地运动。在此情况下，初始区能够被完全硬化，这是因为均匀的加热或者至少大部分均匀的加热能够通过两个电感器来实现。该两个电感器随后被相互反方向地移动并且最终在结束区相聚在一起，该结束区位于环状表面上与该初始区相对的一侧。当两个电感器从两侧相互靠近时，结束区也仅仅被加热一次。由于这两个电感器不能被不受限制地彼此接近，结束区可以由辅助电感器事先预热。所描述的方法的缺点是，尤其是在大尺寸的滚动轴承的情况下，具有反方向运动的电感器的淬火硬化装置需要相当高的费用。

本发明是基于提供具有最初描述的特征的方法这一目标，其中由于在初始区和结束区的减小的硬度，环状表面的缺陷就不太明显了。

在根据本发明权利要求1前序部分的方法的基础上，根据本发明的目标通过提供下述顺序的步骤被实现了。辅助电感器被用作预加热器并且作为淬火硬化装置的组成部件被设置在处理方向的上游，当该电感器和喷水器处于非激活状态时，其被施加交流电流；在辅助电感器处于激活状态并且电感器处于非激活状态以及喷水器处于非激活状态下，淬火硬化装置以第一速度相对于工件被移动；在该辅助电感器仍处于激活状态但该喷水器处于非激活状态下，电感器被施加交流电流激活并且被设置了第二速度；在该电感器处于激活状态并且该辅助电感器处于激活状态下，该喷水器被激活并且设置第三速度；在电感器处于激活状态并且喷水器处于激活状态下，该辅助电感器被停用并且设置了第四速度，以及最后该电感器被停用。

本发明是据此实现的，在具有电感器的感应表面淬火硬化的情况下，未淬火硬化的滑移区是不可避免的，但是尽可能快地增加硬化的硬度和有效深度是能够通过变化地控制从滑移区开始的硬度参数来实现，例如速度、功率输出和喷水器的喷水量。初始区和结束区的硬度特性分别从未淬火硬化的滑移区开始变化直到获得基本上恒定的参数，并能够以这种方式持续时间尽可能得短。硬度参数在初始区、在多个步骤中被改变，也就是说，在硬化的起始时刻，以便实现硬度增加得尽可能地大。在此必须考虑的是，在开始淬火硬化之前，待硬化的环状表面最初是处在环境温度下的，基于这个原因，由作为预加热器的辅助电感器以及由主电感器输入的热量必须被增加或者运行速度必须被降低。从滑移区开始，尽可能陡峭的温度梯度可以被方便地设置，从而也实现了环状表面的硬化硬度和有效深度在尽可能短的路径上增长得尽可能陡峭。为了保持起初电感器由此产生的热量输入尽可能恒定并且也为了实现温度梯度在滑移区是尽可能陡峭的，硬度参数在朝着硬化操作结束的多个步骤中也是可以被改变的。