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车轴的感应淬火

40钢车轴表面感应淬火强化工艺研究是我国高速铁路的发展需要，填补国内在这项领域的技术空白。

车轴表面强化工艺的选择对于绝大部分轴类零件，通常采用高频或中频表面淬火来提高其使用寿命。动车轴、机车轴是一种即传递动力而又起支撑作用的心轴，而车辆轴是一种不传递动力而只起支撑作用的心轴，主要承受弯曲或弯曲疲劳负荷。统计表明大多数的各类轴均因疲劳断裂和微动磨蚀磨损而失效。为了避免发生脆性断裂，满足强度与韧性的要求，目前车轴常采用调质或正火工艺，但往往因疲劳与微动磨蚀磨损性能欠佳，而没有达到应有的使用寿命。实践表明，在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理，可使服役寿命成倍地延长。因此，这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。车轴表面强化一般主要分喷涂 +滚压强化和感应淬火强化两种，滚压强化因其强化深度较浅，硬度较低，提高服役寿命有限。中频感应淬火加热适中，适合车轴表面加热深度。日本、法国均采用中频感应淬火强化。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后，由于心部高的有效韧性和塑性，允许其硬化层有较高的硬度，以保持高的耐磨性、强度和残余压应力，充分发挥材料的潜力。国外对车轴中频感应淬火从过去的局部淬火、分段淬火，齿轮轴淬火设备，发展到现在的表面全长淬火。

双频法齿轮感应淬火的历史发展

在常规齿轮生产中，齿轮机加工后进行热处理硬化的工艺有许多种，但都为达到相同的目的， 即形成一定的显微组织从而获得适宜的性能。

但是，淬火处理常常使齿轮变形，导致齿轮质量下降。双频感应淬火处理为解决此问题应运而生。与两种局部淬火工艺齿轮单齿感应淬火和局部渗碳工艺相比，双频感应淬火费用降低，精度提高(使变形降至)。

局部渗碳在齿轮硬化方法中应用得为广泛。这一工艺包括在不需渗碳的表面镀上某种材料， 防止在渗碳过程中活性碳原子渗入，的方法是镀铜，除轮齿外，其它表面都镀上铜，然后渗碳，渗碳后把铜镀层去掉，进行机加工，后将所有表面又重新镀上铜，装入淬火炉中加热淬火。

钢齿圈的感应淬火

钢齿圈的表面感应淬火后技术要求为:表面硬度55HRC~60HRC，淬硬层深为1.1mm~10.8mm(齿顶为10.8mm，齿根为1.1mm)。

齿圈感应加热参数的选择现有的加热方式是采用中频电源，沿齿廓整体旋转加热达到淬火温度后，喷冷却介质，要达到齿顶、齿根均匀的硬化层分布，使齿圈得到接近仿形淬火效果，选择合适的加热功率、加热时间、预冷时间非常重要。根据齿圈同时加热淬火的面积、硬化层深度、比功率及加热时间之间的关系，确定齿圈的加热参数。

感应加热参数对齿圈淬火的影响齿圈感应加热的频率选择是比较复杂的，要选择的电流频率，使齿顶和齿根被均匀地加热有一定的困难，特别是模数m，齿数z及齿宽b等参数的变化都影响频率的选择。