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      齒圈淬火裂紋和變形的防治
      發布時間:2019-10-09   作者:濰坊豐東   已閱讀:257次
      風能軸承的最大的特點是高壽命、高可靠性,特別是齒圈表面淬火是對風電軸承工藝的最大挑戰。經過工藝人員的努力,攻克了齒面淬火的難關,保證了風電軸承的順利下線。同,齒圈表面淬火的問題也隨之而來,主要問題是齒圈表面淬火的變形和裂紋。
      1.齒圈表面淬火變形
      1.1齒圈表面淬火變形的原因分析
      齒圈感應加熱表面淬火過程中,因溫度和金相組織發生改變,會產生熱應力和組織應力。齒輪在表面淬火后,其殘余應力如圖1。
      齒圈滲碳淬火
      圖1齒輪表面淬火后的殘余應力
      由于齒圈內徑受壓縮應力的作用,導致表面淬火后內徑收縮,引起齒圈變形,加之齒輪結構的特殊性,淬火后的變形傾向也是多種多樣的。
      1.2齒圈表面淬火變形的危害
      1.2.1齒圈表面淬火變形造成齒圈橢圓超差,造成下工序無法加工;或造成加工中滾道硬度偏低。
      1.2.2齒圈表面淬火,可能會造成齒形、壓力角、齒厚和齒高等變形,最終影響齒輪的嚙合,導致產品無法使用。
      1.3齒圈表面淬火變形的防治
      1.3.1齒圈表面淬火前,對齒圈進行整體加溫并保溫3個小時,消除前期加工中的切削應力,降低冷加工產生應力對表面淬火的影響。
      1.3.2對已經變形的齒圈采用加熱整形法,通過加熱在組織內部產生新的熱應力,與組織內部的殘余應力進行作用,使其重新分布,從而引起齒圈外形尺寸改變,達到整形的目的。
      2齒圖表面淬火裂紋
      2.1齒圈表面淬火裂紋的原因分析
      2.1.1齒面感應淬火時,由于加熱不均,局部過熱造成硬化層深度不均,造成裂紋。
      2.1.2在齒面淬火冷卻過程中,齒根和齒頂處截面尺寸相差較大,造成各截面尺寸不同部分的冷卻速度不一致,致使各部分馬氏體轉變溫度不同,產生很大熱應力,造成裂紋。
      2.2齒圈表面淬火裂紋的常見形式及其防治
      對齒圈表面淬火前,通過感應器對齒面進行預熱,溫度260~300℃,速度為正常淬火速度的2—4倍,可有效地消除齒輪內應力,從而避免裂紋的產生。
      齒圈滲碳淬火
      圖2為齒圈表面淬火裂紋的主要形式
      圖a,b為包齒淬火時,齒頂溫度過高,冷卻過于激烈造成裂紋;可通過改進工藝參數,控制加熱溫度,采用緩和冷卻介質,控制噴水時間,及時回火;
      圖c為沿齒溝淬火時在出口處溫度偏高,冷卻速度加快造成裂紋;可通過改變感應器行程和消除端面銳邊避免裂紋;
      圖d為沿齒溝淬火時,感應器溫度偏高,冷卻激烈造成裂紋;可通過改進感應器精度和改進靠模裝置,使上溫均勻避免裂紋;
      圖e為最常見裂紋情況,是沿齒溝連續淬火時齒頂處溫度偏高,冷卻過急造成裂紋;可通過縮小感應器形狀,增大偶合間隙,打磨倒角消除裂紋;
      圖f為沿齒溝淬火時溫度過高,冷卻過急造成齒面龜裂。



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