齿轮制造中的感应淬火技术应用
- 2014-07-08 14:20:236985
传统的淬火方法为表面淬火，工件需加热数小时，以达到所需硬度。这种淬火工艺有其不足之处，尤其是批量生产齿轮时，其一就是耗费巨大的时间与能源成本。过去几年里，我们开发感应淬火，就是希望其在技术上替代传统淬火方法。应用表面感应淬火时，通过电磁感应产生的涡流加热工件，特别之处是可以只针对需要硬化的部位进行加热，而工件其余部分在加热过程不受丝毫影响。这种方法基于两个重要机制，一方面严格控制涡流频率，确保只对表面几毫米深的部位进行加热。另一方面，加热过程可瞬间完成，从而确保工件其余部分不受影响。
为满足齿轮淬火的特殊要求，埃马克Eldec公司开发出SDF（同步双频感应加热）技术。通过对齿顶与齿底均匀加热，达到感应淬火工艺要求的轮廓一致性。由于底部离感应器距离较远，如果对其顶部与底部应用相同频率的工艺，就会产生不规则的热曲线。而SDF工艺采用不同频率对齿顶与齿底进行加热，这正是SDF工艺的价值所在。换句话说，SDF方案的特点就是，两种不同的频率/功率密度，同时对所需硬化的整个部位进行加热。由Eldec提供的“同步双频电源”，可确保MF与HF部分产生不同输出，保证齿轮顶部与底部有相同的加热深度与温度。
Eldec公司淬火加热系统生产小组ChristianKrause博士强调，“但是，只使用一个频率的感应也有其合理性。针对硬化要求，没有任何现成的解决方案。每个工件都不同，需区别对待。对于模数为1的齿轮件，通常一个频率的感应就足够了；然而模数在2-5之间的齿轮件，可以但不完全需要采用SDF方法进行处理。电源及感应器的使用完全取决于所需的硬化轮廓配置，并根据相关产品量身定做。提供个性化解决方案，取得佳硬度，是Eldec多年以来的大优势。”
工业环境下的淬火工艺—MIND模块化淬火机床
为满足工业化批量生产零部件的特殊要求，Eldec开发出MIND淬火系统。Krause博士解释道：“MIND系统采用了模块化理念，每个系统都可根据特殊应用进行定制。系统有三个重要的组件：含加工区及感应器的机座、电源以及冷却系统。在eldec，每个部件，从能源到感应器，都是内部生产，对此我们深感自豪。感应器、电源、冷却系统，总之，每个MIND系统都经过量身打造，不但带给你佳的、持久的硬化效果，而且也体现了高水准的完整的工艺。”此外，机器占地较小，并且能够适用于各种自动化系统，这说明MIND淬火系统已经可以应用于生产线。根据不同要求，该系统能够保持5-15秒的循环时间。
Eldec公司的MIND淬火系统满足了行业需求。整个淬火过程能够完全自动化，可以轻松地整合进生产线。与传统淬火工艺相比，其优势显而易见。Krause博士强调：“我们在开发感应淬火时就注重一致性，可以说，我们的MIND系统，是工业化批量生产佳、灵活的淬火系统。佳的建议和服务以及定制技术的组合是eldec的动力。我们很自豪的说，我们总能应对新的挑战和满足行业需求。”
Eldec淬火系统技术优势：
·、高精度轮廓的齿轮与涡轮淬火技术
·模块化系统、个性化方案
·整合至现有生产线
·循环周期5-15秒
·高生产率、低能耗、占地小
·高品质的零部件以及完整工艺
图1：EldecMIND：模块化淬火系统应用于卡盘零部件以及直径达1200mm的轴类件生产。
图2：MIND750齿轮淬火技术应用，淬火时间通常在几微秒至几秒之间。循环时间可轻松保持在5-15秒。感应淬火工艺使用5-3000kw单/双频电源。
图3：手动或自动（如机器人）将工件装进系统分度台。根据不同工件，后续加热过程在100微秒至几秒时间内达到过渡温度。淬火之后在同一工位或同周期时间回火。
图4：与表面淬火工艺相比，采用感应淬火，材料弯曲更少，但要视加热时间与零部件的几何形状而定。
埃马克集团总部设在德国萨拉赫市，传统悠久，机床制造经验丰富。其工艺技术全面而完善，能为用户提供加工盘类件、轴类件和箱体类零件的机床和生产系统。不管是车床，还是磨床、滚齿机、激光焊接机或是加工中心——埃马克集团几乎能为所有的应用提供佳的生产方案。