如此異形零件,如何感應淬火?

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編者按

通常安裝一個牙嵌式差速器殼，在差速器右殼上加工有固定牙嵌，在一個半軸上通過滑動花鍵聯接一個滑動牙嵌，當一側驅動輪完全打滑時，駕駛員可強制兩牙嵌接合，兩半軸連成一體，使差速器不起作用。這就要求牙嵌式差速器殼的端面齒具有很高的抗扭、耐磨性能，需要對差速器殼端面齒感應淬火進行強化。

一、差速器殼技術要求

某牙嵌強制鎖住式差速器殼材料為40Cr鋼，結構如圖1所示，實體如圖2所示。圖1a中d與D結合齒部淬火，硬化層如圖1b所示，淬火區在圖2中紅色方框內端面齒部，硬化層深：R1處≥1mm，A處3～9mm，B處≥1mm。

圖1 技術要求

圖2 差速器殼實體

二、感應器設計及調試

1、常規平面加熱感應器

淬火工藝過程：零件上料到達加熱位置零件旋轉感應器加熱啟動加熱到溫感應器加熱停止零件迅速到達噴水位置噴水起動噴水一定時間之後，噴水停止零件到達下料位置零件下料。

差速器殼屬於平面類零件，根據產品技術要求，設計如圖3所示的淬火感應器，具體設計參數見表1，調試參數見表2，淬硬層檢測結果見表3。

圖3 常規平面加熱感應器

表1 常規平面加熱感應器設計參數、工藝參數及檢測結果

表2 調試參數

表3 檢測結果（平面感應器取樣結果）

注意事項：在感應器調整過程中，注意感應器底平面與零件端面間隙1.5～2mm，各處間隙均勻；定期清理有效加熱面的氧化皮。

2、異形感應器

從表3可以看出，常規平面加熱感應器存在不足之處：R1處淬硬層深太淺，接近下限，由於齒高10mm，齒頂、齒根溫差較大，若控制不注意，容易產生裂紋，故而設計如圖4所示的異形感應器。異形感應器有效圈添加開口朝下的「∏」形導磁體，如圖5所示。

圖4 異形感應器

圖5 異形感應器有效圈

異形感應器具體設計參數見表4，調試參數見表5，淬硬層檢測結果見表6。

表4 異形感應器設計參數

表5 工藝參數（異形感應器）

表6 檢測結果（異形感應器調試）

注意事項：感應器調整過程中，注意感應器底平面與零件端面間隙1.5～2mm，各處間隙均勻；定期清理有效加熱面的氧化皮。

不足之處：異形感應器對於零件吸引力較大，加熱過程中將零件吸起會造成無法生產，因此需要將常規的孔軸配合式夾具（見圖6）更換為氣動卡盤裝夾（見圖7），這樣就需要卡盤防水等級較高，同時需要對感應器有效圈強度進行加強，否則容易導致有效圈變形。

圖6 常規的孔軸配合式夾具

圖7 氣動卡盤裝夾零件

三、兩種感應器方案優缺點

此類平面帶有齒的零件淬火，需要謹慎對待。根據以上兩種感應器設計、調試及檢測結果，其優缺點對比見表7。

表7 兩種感應器方案優缺點對比

四、結束語

根據兩種淬火感應器對比，可見異形感應器的優點還是很明顯的，雖然對夾具防水等級和感應器強度要求較高，但調試難度較小，感應器使用壽命較長，產品質量較高，對於批量生產可以優先選擇。

本文發表於《金屬加工（熱加工）》雜誌2020年第9期100-102頁，作者：十堰天舒感應設備有限公司謝文， 四川建安工業有限責任公司 陸鵬，原標題：《牙嵌強制鎖住式差速器殼端面齒感應淬火》。

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