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齿轮同步双频感应淬火技术

概述：

对于齿轮这类传动零件，表面要有高硬度及耐磨性，同时在交变荷载和冲击荷载下要有足够的疲劳强度 。但对于齿轮这样表面具有凹凸结构的工件而言，常规的单频感应淬火技术无法得到令人满意的处理效果。常规单频感应淬火处理后的小齿轮往往齿部全部淬透，微型高频高感应加热设备，导致齿轮的疲劳强度下降，易发生疲劳断裂影响使用性能。

图1 齿轮单频淬火图

针对类似于齿轮这样的表面凹凸工件，如何得到均匀的硬化层，使得齿部表面硬化而心部仍保持一定韧性，双频感应加热技术应运而生。早期的双频感应加热技术为异步双频，即设备输出的高频和中频不同步，先用中频预热，再用高频将齿部加热至淬火温度的工艺方法。经过不断地发展完善，产生了更加先进的同步双频感应淬火技术。

?超高频感应加热设备主要特点高频感应加热设备

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因此，一些学者提出了齿轮优选电流频率选取公式，经过几次改正，形成了下式：                

   f≈250/m2

       式中f——电流频率，KHZ；

              m——齿轮的模数。

表1 不同模数齿轮加热的优选频率

加热时间与齿轮模数也有密切关系，加热时间应尽可能接近下式。                

    T≈m2/4

        式中T——加热时间，s；

               m——齿的模数。

由此可见，单频感应加热无法满足齿轮模数的变化，加工不同模数齿轮时极不方便。而双频感应加热可以针对不同模数齿轮调整加热频率和功率，使用更加灵活方便。

双频感应加热设备，中频输出频率为10KHZ，高频输出频率为120~150KHZ，加热不同模数齿轮时，通过调整中频输出功率和高频输出功率的占比大小，来匹配齿轮模数的大小，高频输出功率随齿轮模数的增加而减小。基本满足小模数齿轮的表面热处理加工。

    同时，使用ANSYS软件进行热仿，能够很好地匹配输出功率及频率。

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