在齒輪的強化方法中，感應(yīng)淬火與調(diào)質(zhì)、滲碳、滲氮一起構(gòu)成四大基礎(chǔ)工藝。考慮到生產(chǎn)實際，在風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈的批量生產(chǎn)中采用滲氮或感應(yīng)淬火工藝可以獲得比較高的生產(chǎn)效率及較低的生產(chǎn)成本。具體采用何種工藝主要由客戶要求、自身工藝控制水平及生產(chǎn)效率成本等因素而定。根據(jù)ISO6336標(biāo)準(zhǔn)，對于模數(shù)大于16的齒輪件就不再推薦使用氮化工藝提高表面硬度，故對模數(shù)大于16的內(nèi)齒圈推薦采用感應(yīng)淬火工藝進行加工。

1.感應(yīng)淬火工藝

風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈一般采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術(shù)進行感應(yīng)淬火。感應(yīng)器采用仿形法設(shè)計制造。

采用設(shè)計制造合理的感應(yīng)器，配合精確的工藝參數(shù)控制，可以生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)良、穩(wěn)定的感應(yīng)淬火齒圈。目前我公司內(nèi)齒圈感應(yīng)淬火技術(shù)已接近成熟，可加工出沿齒槽層深均勻，組織細密，深度滿足設(shè)計要求的零件。

為達到這樣較好的感應(yīng)淬火結(jié)果，生產(chǎn)時需要根據(jù)感應(yīng)淬火設(shè)計要求針對如下工藝參數(shù)進行選擇：

（1）電流頻率

由感應(yīng)電流透入深度計算。針對內(nèi)齒圈數(shù)毫米的工藝層深要求，一般采用中頻感應(yīng)電源進行加熱。

（2）感應(yīng)器與零件間隙

由工藝試驗確定?？紤]到現(xiàn)場生產(chǎn)控制水平，機床精度限制及零件熱輻射對感應(yīng)器的影響，推薦各處間隙保證在1.5mm以上。

（3）加熱功率及掃描速度

由工藝試驗確定。掃描速度影響生產(chǎn)效率，加熱功率影響零件開裂風(fēng)險。要綜合考慮各因素后選擇最合適參數(shù)。

（4）加熱-淬火間隔

影響零件開裂風(fēng)險。通過調(diào)節(jié)相關(guān)機構(gòu)及掃描速度來控制。

2.感應(yīng)淬火質(zhì)量控制

為保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，在批量生產(chǎn)時，零件質(zhì)量控制計劃主要包含以下幾點：

（1）機床精度控制

由于采用逐/隔齒沿齒溝掃描技術(shù)進行感應(yīng)淬火，固工藝上對機床本身精度有較高要求。目前采用的主流辦法是使用與感應(yīng)器間位置可調(diào)的導(dǎo)向機構(gòu)進行精確定位。此機構(gòu)配合機床的浮動裝置可彌補機床動作精度的部分不足，完成工藝上對感應(yīng)器與零件間隙控制精度的要求。生產(chǎn)中需要定期對機床進行精度測量，而機床上起承載回轉(zhuǎn)作用的支撐臺尤為要注意這一點。推薦至少每班次使用絲表測量齒圈外圓跳動，并檢查機床十字浮動裝置運作/報警正常。

（2）感應(yīng)器控制

風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈感應(yīng)淬火的質(zhì)量很大程度上決定于感應(yīng)器設(shè)計的優(yōu)劣。一個設(shè)計精良的感應(yīng)器，本身對零件加熱效率高、功率在整個齒槽表層分布合理、壽命長、發(fā)生異常概率低。而使用不滿足以上特性的感應(yīng)器會增加感應(yīng)淬火工序的質(zhì)量控制風(fēng)險、降低良品率，從而間接提高了產(chǎn)品成本。故感應(yīng)器設(shè)計質(zhì)量控制在整個感應(yīng)淬火質(zhì)量控制體系中尤為重要。對內(nèi)齒零件進行感應(yīng)淬火時采用的感應(yīng)器肯定安裝了導(dǎo)磁體，而工藝試驗中如需對導(dǎo)磁體進行修形時應(yīng)根據(jù)導(dǎo)磁體種類不同采用不同方式：矽鋼片結(jié)構(gòu)的應(yīng)在修形后重新磷化，防止矽鋼片間導(dǎo)通或擊穿；鐵氧體結(jié)構(gòu)的應(yīng)注意加工力度，防止粉末冶金成形的易碎裂。

另一方面，感應(yīng)器在生產(chǎn)使用過程中受到淬火液、本身通電產(chǎn)生的熱效應(yīng)、高溫零件熱輻射等影響，會發(fā)生各種異常，影響其表層電流分布，從而使淬硬層深及淬火組織與新感應(yīng)器所得結(jié)果發(fā)生偏離。故生產(chǎn)過程中對感應(yīng)器狀態(tài)的全程跟蹤監(jiān)控是質(zhì)量控制體系中很重要的一環(huán)。建議針對每只感應(yīng)器建立專門臺賬進行跟蹤，對其變形情況、試樣結(jié)果、修形/返修過程進行記錄。對于使用壽命接近/超過一般使用壽命的感應(yīng)器，要綜合考慮各項成本后采用提高淬代表試樣頻次或直接報廢。

（3）水基淬火液參數(shù)控制

目前感應(yīng)淬火中使用PAG水基淬火液進行淬火冷卻。PAG淬火液是由聚烷撐二醇（Polyaleneglycol）聚合物加上能獲得其他輔助性能的復(fù)合添加劑并溶于水獲得的水溶性淬火介質(zhì)。使用中，淬火液可能發(fā)生的變化主要有兩類：一類是其冷卻性能上的變化，另一類是其防銹和防腐敗等性能的變化。對PAG淬火液冷卻性能進行監(jiān)控時，由于其PAG組分在所有溶質(zhì)中的比例及有效PAG聚合物在所有PAG聚合物中的比例在生產(chǎn)過程中會不斷下降。故不能只通過如折光儀濃度法、粘度測量法、真實濃度測量法等進行控制，還要定期使用冷卻特性測試儀進行測試，并用得到的冷卻特性曲線控制濃度。在成本許可的條件下，推薦每月徹底更換一次淬火液，從而杜絕因淬火液老化等問題導(dǎo)致的批量質(zhì)量事故。

（4）零件狀態(tài)控制

由于感應(yīng)淬火使用感應(yīng)電流進行加熱，而感應(yīng)電流在工件表面分布之于工件表面狀態(tài)有很高的敏感性。故感應(yīng)淬火對工件表面狀態(tài)的要求要高于其他熱處理方式。對齒形確定的內(nèi)齒圈來說，生產(chǎn)中主要考慮感應(yīng)電流的尖角效應(yīng)對其影響。一般要求工件表面無超過20絲臺階、積屑瘤、鐵屑等，倒角圓滑過渡。

3.感應(yīng)淬火的優(yōu)缺點

將感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電增速箱內(nèi)齒圈上，不僅具有生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源、環(huán)境污染小以及易于實現(xiàn)自動化等感應(yīng)淬火共有優(yōu)點，還具有以下特點：

（1）相比于氮化，其對基體硬度和組織要求可以適當(dāng)放寬。

（2）相比于滲碳淬火，工件不是整體加熱，變形較小，故相應(yīng)磨量較小，設(shè)計放模量可減少，且后續(xù)生產(chǎn)加工成本較低。

（3）批量生產(chǎn)時交貨期短，滿足一些客戶需求。

（4）便于機械化和自動化，設(shè)備緊湊，使用方便，勞動條件好。

但使用感應(yīng)淬火技術(shù)對內(nèi)齒圈進行加工，尚有以下困難及缺點待克服：新齒形產(chǎn)品工藝試驗周期較長，感應(yīng)器設(shè)計/相關(guān)工藝參數(shù)選擇需要慎之又慎；不能實現(xiàn)全齒寬淬硬。目前可滿足設(shè)計上80%齒寬高符合工藝要求，這一點也是未來需要改進和克服的地方；批量生產(chǎn)時，發(fā)生批量事故風(fēng)險較大，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系和較高的質(zhì)量控制水平來進行控制。