[发明专利]一种内齿圈表面感应淬火处理方法

说明书

本发明涉及一种内齿圈表面感应淬火处理方法，属于内齿圈生产过程中的热处理技术领域，包括以下步骤：选择、制作并安装感应器‑‑装卡试样‑‑调整淬火参数‑‑在试样上调试感应器‑‑回火，保温，出炉空冷‑‑用试样进行表淬试验，检测试样的硬度及硬化层深，若试样的硬度及硬化层深符合技术要求，则合格，反之，则不合格，重复以上步骤直至符合技术要求‑‑对待加工零件进行感应淬火试制，本发明与氮化工艺相比，经本发明处理的齿面及齿根疲劳强度提高约1倍，成本降低1‑2倍，处理工艺时间短，感应淬火硬化层深远大于氮化处理，同时，感应淬火齿圈的抗冲击性远大于氮化处理，显著推迟零件失效，环保。

技术领域

本发明属于内齿圈生产过程中的热处理技术领域，具体地说涉及一种内齿圈表面感应淬火处理方法。

背景技术

内齿圈是指行星齿轮传动中，与行星架同一轴线的内齿轮，其广泛应用于各种各样的传动机构中，如农用机械、家用轿车、重型工程车等。内齿圈在加工成型后需要经过热处理来获得优异的力学、物理和化学性能，满足严苛的使用需求。根据齿圈材料、结构及用途等不同，选择热处理的方式也不一样，主要有渗碳淬火、氮化、感应淬火等不同方式。同时，齿圈类零件一般选择中碳合金结构钢，含碳量一般在0.25-0.60％(质量分数)，此材料适用的热处理工艺为氮化和感应淬火。

氮化使零件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性，一定的防腐能力等，氮化变形很小，氮化层深比较浅(最高0.6mm)，因而只能满足轻、中等载荷的要求，硬化层和基体的过渡层硬度梯度陡，氮化表面的抗冲击能力比较差，氮化的时间比较长，一般40小时以上，最高需要80-100小时，氮化价格比较高(102-15元/Kg)。所以经氮化处理的零件一旦遇到不同方向重载荷，冲击等，极容易发生失效，并且破损会迅速蔓延，逐渐扩大，最终导致零件失效。

感应淬火是利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面迅速加热并进行快速冷却的淬火工艺。加热速度快，加热时间短，一般时间为4-8小时/件。淬火后组织为细隐晶马氏体，表面硬度比普通淬火高2-3HBS，且脆性较小，显著提高工件的疲劳强度(一般小尺寸零件可提高2-3倍，大尺寸零件可提高20-30％)，加热时间短，工件氧化脱碳少，淬火变形相对也小，淬硬层深度可控，范围1-10mm，生产率高，周期短，适于批量生产，对原材料要求较高，化学成分、金相组织、晶粒度、探伤、力学性能等，合金钢淬火易出现过热、变形及开裂等问题，感应器及配套工具工装制作及调整复杂，需反复试验，感应淬火操作难度大，电参数调整需要反复试验验证，对冷却介质及浓度、冷却速度、介质温度等要求较高，需要试验验证。齿轮类零件单齿淬火对模数要求比较高，模数8以上的零件易实现，模数8以下的齿轮单齿感应淬火难度较大，小模数齿圈整体淬火对设备功率要求很高，不易于实现。感应淬火价格较氮化低(平均4-5元/Kg)。对于重载齿圈，感应淬火比氮化工艺不论是从工件表面的疲劳强度还是硬化层深度都有明显的优势；但是感应淬火易出现淬火裂纹，尤其是小模数齿轮，需要用试验件进行反复验证。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种内齿圈表面感应淬火处理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种内齿圈表面感应淬火处理方法，包括以下步骤：

S1：选择、制作并安装感应器；

S2：装卡试样；

S3：调整淬火参数；

S4：在试样上调试感应器；

S5：回火，保温，出炉空冷

S6：用试样进行表淬试验，检测试样的硬度及硬化层深，若试样的硬度及硬化层深符合技术要求，则合格，进行步骤S7，反之，则不合格，重复S1至S6直至符合技术要求；

S7：对待加工零件进行感应淬火试制。