专利名称：齿轮的感应加热受控淬火技术与机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及的齿轮感应加热受控淬火技术与机床属于热处理工艺与热处理设备 领域。
背景技术：
现有的齿轮感应加热淬火技术只能做到对加热过程的监控，而对淬火冷却过程尚 缺少有效地监控，这是由于采用液体冷却介质的缘故。齿轮感应加热淬火应用的冷却介质 主要有水，水基淬火液和油，无论采用喷液淬火亦或是浸夜淬火工件的冷却过程都成了盲 区，因此也不可能实现对淬火冷却过程的控制。此外，液体介质还存在产生软点、开裂，冷却性能受季节影响和自身老化等诸多缺
点ο从齿轮感应加热淬火的全过程来讲，淬火冷却过程与加热过程同等重要，但冷却 过程更为复杂，如能实现有效的监控不但可完全避免淬火软点、开裂等缺陷的出现，而且可 将热处理变形降低到极小的程度。综上所述，开发齿轮感应加热受控淬火技术和机床是必要的。
发明内容
本发明针对现有技术的上述缺点，并基于对钢铁材料等温转变曲线(TTT曲线)的 应用，现研制了齿轮的感应加热气体喷射淬火技术，这就解决了齿轮淬火冷却过程的可视， 同时也就为淬火过程的受控创造了先决条件。本发明中的气体喷射淬火技术中的气体为空气或氮气，经螺杆压缩机升压到 0. 2-lMpa，然后经内腔为锥形的金属喷咀沿齿宽方向喷射至齿轮上，工况如图1所示。工件 的冷却速度可通过气体压力的变化，喷咀数量和喷射角度的变化瞬时改变，工件表面温度 变化可由快速响应的光电温度计直接测量，这种压缩气体喷射冷却速度的调节范围可由水 连续调整到油的冷却速度，而且不会出现淬火软点和淬火裂纹。此外，本发明的另一项内容是实施齿轮真空感应加热，尽管真空度不高，但仍能避 免齿轮表面的氧化和脱碳。以上内容为本发明的技术特征。齿轮感应加热受控淬火机床是本发明的硬件部分，其主要系统的组成示意图见附 图2。其中1自动化控制系统、2气体压缩机和气体净化系统、3感应加热电源、4工件表面 温度检测系统、5上料机构、6机床主体系统、7卸料机构、8压缩气体喷射系统、9真空系统。为本发明中的这台齿轮淬火机床是一种自动化过程度很高的设备，它能够在以秒 为时间单位的淬火过程中实施对工艺参数的控制。它的主要特点是工艺的稳定性高，淬火 质量的重现性高，而且这是一种零污染的工艺和设备，该设备尤其适用于批量生产的齿轮， 可以做到无废品作业。
图1 压缩气体喷射气冷工作示意图。图2 齿轮感应加热受控淬火机床主要系统的组成示意图。
具体实施例方式以下结合附图1、附图2具体说明本发明的软件，硬件内容。首先清洗齿轮，启动设备，将齿轮装入上料机构，齿轮由上料机构经机械手装入机 床主体，真空系统开启至设定负压值关闭，感应加热电源启动至设定要求关闭，工件迅速落 入压缩气体喷射系统，冷却至Ms点后工件由卸料机构取出，如次重复至本批齿轮淬火完 毕。例如一支材料为42CrMo钢的齿轮，由上述程序淬火后齿部硬度为HRC57-58，硬度值的 离散区间只有1HRC。
权利要求
一种齿轮感应淬火工艺，其特征在于将齿轮置于真空环境中加热，并采用压缩气体喷射冷却淬火，其淬火方式如(图1)所示。
2.一种齿轮感应加热淬火工艺，其特征在于齿轮在大气中加热采用压缩气体喷射冷却 方式淬火，其淬火方式如(图1)所示。
3.一种齿轮感应加热淬火机床，其特征在于它由(图2)所示部分组成，即自动化控制 系统(1)、气体压缩机和气体净化系统(2)、感应加热电源(3)、工件表面温度检测系统(4)、 上料机构(5)、机床主体系统(6)，卸料机构(7)，压缩气体喷射系统(8)、真空系统、(9)。齿 轮在该机床中可进行真空加热和压缩气体喷射冷却淬火操作，其淬火方式如(图1)所示。
4.根据权利要求2所述内容，一种齿轮感应加热淬火机床由(图2)所示，相关部分组 成，只是不设置真空系统，可对齿轮进行大气中加热，压缩气体喷射冷却淬火操作，其淬火 方式如(图1)所示。
全文摘要
本发明涉及一种齿轮感应加热淬火工艺和机床，运用该发明可对齿轮的淬火冷却阶段进行有效的控制，并可完全避免淬火软点和裂纹的出现，该发明具有淬火质量稳定性高，重复性好的优点。
文档编号C21D1/613GK101886164SQ20091006882
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者张元增 申请人:天津市天瑞硬化工程有限公司