齿轮表面淬火技术研究
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２ ｍ ｓ３ ｍ ｓ４ ｍ ｓ 个 速度 来 实 验齿 轮 淬 ｍ ／ 、ｍ ／ 、ｍ ／ 三 火应 在 哪个范 围 ， 这 三 个 速 度 对 应 的操 作 界 而 面脉 冲值 分别 为 ３ 、０７ Ｈ 。 Ｏ ５ 、０ ｚ
目前 风 电轴 承 客 户普 遍 要 求 齿 面 淬 火 ， 其 中齿 圈要 求齿 根 淬火 硬 化层 深 度 ２ ４ ｍ， 以 ．ｒ 所 ａ 对齿 根 淬 火 必 须 予 以解 决 。齿 轮 表 面 淬 火 研
７ ０
４ ５ Ｈ Ｃ ０ Ｏ Ｒ
偏低 （０ ２
—
３ Ｈ Ｃ ０Ｒ ）
热区太窄（ 相邻齿 面 有空 隙 ） 齿面 ＜ ｍ 齿根无 ２ ｍ，
３ 主 要 问题 及 改进措施
④齿 面淬硬 层 ２～ ｍ 齿根 ２ ｍ， ４ ｍ， ｍ 没有 满 足 客户 ２４ ｍ 深度要 求 。如果 提高加 热功 率 ， ．ｍ
２ １感应 器的制作 ．
６ Ｈ 也进行了实验 ， ０ｚ 结果表明只要在淬火时适
当调整 功 率 和 问 隙也 可 以使 硬 度 和 淬 硬 啊热
在 原 有滚 道 感应 器 的基 础 上 ， 其 加 热 部 对 分 进行 修 改 。 由于 不 同 的齿 圈 的模 数 不 同 ， 感 应 器上 导 磁体 的 数 量 也相 应 不 同 ， 用 原 始 铜 采
接 触疲 劳 强度 、 磨性 和 冲击 韧 性 。这 就 需 要 耐 通 过 多 次试 验 ， 得 淬 火 的各 项 参 数 ， 括 加 取 包
升至 １ Ｋ 分别设定感应器 移动速度脉冲值 ５ Ｗ， 为 ３ 、０ ７ Ｈ ， ０ ５ 、０ ｚ 结果 如 表 １ 。
根 据 表 １ 知 ， 冲值 为 ３ 可 脉 ０和 ７ Ｏ均不 符 ，
３ ２ 调 整措施 ．
①增加感应器加热距离 ｓ ， 加 重新调整感应 器零点位置， 将加热距 离设定值接 近齿 宽值 ， 增加 预热 时 间 ， 同时 调 整 出加 热 距 离 Ｓ 出保 证 齿 面冷却 充分 ； ②更换壁厚较厚 的感应器加热铜管 ， 同时 相应改动导磁体规格 ； ③ 控制好齿形角度 ， 重新钻孔 ， 两侧孔数 量 和 间距 要 一 致 ， 水 畅 通 。重 新 安 装 导 磁 过
热温度、 功率、 速度、 感应器的形状 、 冷却方式、 淬 火 液 的选 用 等 等 。
２ 加 工方 案 的确定
速度脉冲暂时定在 ５ Ｈ 。同时考虑到不 同型 ０ｚ 号模数的齿宽不同 ， 宽度范 围为 １０— ７ｍ ０ １０ ｍ，
所 以 ｊ 度 脉 冲 ５Ｈ 速 ０ ｚ的 基 础 上 ， ４ Ｈ 对 ０ ｚ和
关。
将感 应 器 安 装 好 后 ， 先 设 定 加 热 速 度 ， 首 但 由于一 个齿 圈齿 数 较 多 ， 个 速 度 相对 来 说 这
可能会比较缓慢 ， 响加 热效率。加之齿轮感 影 应器本身淬火加热宽度较小 （ｍ ８ ｍ左右 ）加热 ， 结束 到冷 却 开 始 时 间短 暂 （ ２～３ ） 故 理 论 感 ｓ， 应加热 速 度 为 ２ ７— ｍ ／ ， 以分别 选 择 ． ４ ｍ ｓ所
为—个新 兴环 保产业 ， 备受关 注 。而 风力发 电机
导磁体修磨 合适后应通水 检验感应 器冷却水 孔是否喷水均匀 ， 感应器基体是否漏水。
２ ２ 设 定 感应 器加 热速度 ．
最关键的就是轴承寿命、 可靠性的要求 ， 包括叶片
部位 的变桨轴 承和主轴 轴承 以及偏 航轴 承 ， 了 除 滚道硬度要满足产 品硬 度要求 之外 ， 面 的硬度 齿 和强度也是 关键 的性 能要 求。 目前 ， 内齿轮 表 国 面淬火工艺还不是特别成熟 ， 出现裂纹 ， 易 若一旦 出现裂纹 ， 就无法挽救 ， 因此齿轮表面淬火关系到 风电轴承是 否能批 量生产 ， 是一个 必须 攻克 的难
生 产成 本 ， 证 批量 生产 。 保 关 键词 ： 电轴 承 ； 淬 火 ； 火工 艺 ； 风 齿 淬 淬硬层 ； 应器 感
１ 概 述
管 按 照 齿 形 做 成 仿 形 ， 接 到 水 盒 上 ， 装 好 焊 安
随着人类节能环保意识的不断提高， 人们对 节能环保产品的需求也就越来越大 ， 风力发电作
随后对 Ｍ ６的齿试温 ， １ 当温度达到正Hale Waihona Puke Baidu值 时， 此时功率在 １Ｋ 左 右 ， ５Ｗ 频率在 ７ ０ Ｈ 左 ３０ ｚ
右 ， 率偏 高 ， 硬层 可 能 太浅 ， 调 整 电容 将 频 淬 故
频率 降至 ６ ０ Ｈ ～ ７ ０ ｚ ４ ０ ｚ ６ ０ Ｈ 。继 续实 验 ， 将功 率
究 的主要 内容包括在保 证齿端 面淬 火硬度 的 同时 ， 如何 满 足齿 根 淬 火 硬 度 和 淬 硬层 的 深度 要 求 ， 能保证 齿 面 的强 度 也 提 高 了齿 根 部 的 既
轴承技 术
２１ 第 １ ０ ０年 期
・１ ９・
齿轮表 面淬火技术研究
（ 特大型轴承厂 ） 霍 晓磊 李崇崇
摘 要： 针对 目前齿面淬火主要外协的现状 ， 为了减少 由于齿 面淬裂导致套圈报废的问题 ， 通 过实验来制定新 的齿淬火工艺参数 ， 解决风能轴承齿淬火的瓶颈 ， 保证套圈齿面硬度和质量 ， 节约
则 升温后 齿根部 出现裂纹 ；
３ １ 淬 火过 程 中 出现 的问题 ．
①淬火面起步、 结尾距上下端面 １ｍ ５ ｍ处
无热 区 ；
②淬火过程中当功率升高些时， 感应器导 磁体发红 ， 严重 时铜管发红炸裂 ， 导致齿 面裂 纹 ， 纹长度 约 １ｃ 裂 ０ｍ左 右如 图 １ ；
⑤淬火过程 中， 相邻齿面出现若干数量硬 度一 侧偏 低现象 。
层满足产品要求 ， 故最终依据感应器实际加热
和冷却 效果 确定 的速度 脉 冲范 围 为 ４ ６ Ｈ 。 ０～ ０ ｚ
・
２ ０・
表 １
轴 承技术
２１ ０ ０年第 １ 期
脉 冲值 齿 面硬度 齿 根硬度 热 区 淬硬 层 ３ ０ 较低 （ Ｏ～ ０ Ｃ） ２ ３ ＨＲ 较低 （ ＝ ０ Ｒ ） 均匀 （ 区较宽 ） 齿 面约 ２ ｍ， 根无 ＜ ２ Ｈ Ｃ 不 热 ｍ 齿 ５ ０ ３ ４ Ｈ Ｃ ５。５ Ｒ 偏低 （０～ ０ Ｒ ） 均匀 （ 区适 中） 齿 面 ２ ｍ， ２ ３ Ｈ Ｃ 不 热 ｍ 齿根 无
目前 风 电轴 承 客 户普 遍 要 求 齿 面 淬 火 ， 其 中齿 圈要 求齿 根 淬火 硬 化层 深 度 ２ ４ ｍ， 以 ．ｒ 所 ａ 对齿 根 淬 火 必 须 予 以解 决 。齿 轮 表 面 淬 火 研
７ ０
４ ５ Ｈ Ｃ ０ Ｏ Ｒ
偏低 （０ ２
—
３ Ｈ Ｃ ０Ｒ ）
热区太窄（ 相邻齿 面 有空 隙 ） 齿面 ＜ ｍ 齿根无 ２ ｍ，
３ 主 要 问题 及 改进措施
④齿 面淬硬 层 ２～ ｍ 齿根 ２ ｍ， ４ ｍ， ｍ 没有 满 足 客户 ２４ ｍ 深度要 求 。如果 提高加 热功 率 ， ．ｍ
２ １感应 器的制作 ．
６ Ｈ 也进行了实验 ， ０ｚ 结果表明只要在淬火时适
当调整 功 率 和 问 隙也 可 以使 硬 度 和 淬 硬 啊热
在 原 有滚 道 感应 器 的基 础 上 ， 其 加 热 部 对 分 进行 修 改 。 由于 不 同 的齿 圈 的模 数 不 同 ， 感 应 器上 导 磁体 的 数 量 也相 应 不 同 ， 用 原 始 铜 采
接 触疲 劳 强度 、 磨性 和 冲击 韧 性 。这 就 需 要 耐 通 过 多 次试 验 ， 得 淬 火 的各 项 参 数 ， 括 加 取 包
升至 １ Ｋ 分别设定感应器 移动速度脉冲值 ５ Ｗ， 为 ３ 、０ ７ Ｈ ， ０ ５ 、０ ｚ 结果 如 表 １ 。
根 据 表 １ 知 ， 冲值 为 ３ 可 脉 ０和 ７ Ｏ均不 符 ，
３ ２ 调 整措施 ．
①增加感应器加热距离 ｓ ， 加 重新调整感应 器零点位置， 将加热距 离设定值接 近齿 宽值 ， 增加 预热 时 间 ， 同时 调 整 出加 热 距 离 Ｓ 出保 证 齿 面冷却 充分 ； ②更换壁厚较厚 的感应器加热铜管 ， 同时 相应改动导磁体规格 ； ③ 控制好齿形角度 ， 重新钻孔 ， 两侧孔数 量 和 间距 要 一 致 ， 水 畅 通 。重 新 安 装 导 磁 过
热温度、 功率、 速度、 感应器的形状 、 冷却方式、 淬 火 液 的选 用 等 等 。
２ 加 工方 案 的确定
速度脉冲暂时定在 ５ Ｈ 。同时考虑到不 同型 ０ｚ 号模数的齿宽不同 ， 宽度范 围为 １０— ７ｍ ０ １０ ｍ，
所 以 ｊ 度 脉 冲 ５Ｈ 速 ０ ｚ的 基 础 上 ， ４ Ｈ 对 ０ ｚ和
关。
将感 应 器 安 装 好 后 ， 先 设 定 加 热 速 度 ， 首 但 由于一 个齿 圈齿 数 较 多 ， 个 速 度 相对 来 说 这
可能会比较缓慢 ， 响加 热效率。加之齿轮感 影 应器本身淬火加热宽度较小 （ｍ ８ ｍ左右 ）加热 ， 结束 到冷 却 开 始 时 间短 暂 （ ２～３ ） 故 理 论 感 ｓ， 应加热 速 度 为 ２ ７— ｍ ／ ， 以分别 选 择 ． ４ ｍ ｓ所
为—个新 兴环 保产业 ， 备受关 注 。而 风力发 电机
导磁体修磨 合适后应通水 检验感应 器冷却水 孔是否喷水均匀 ， 感应器基体是否漏水。
２ ２ 设 定 感应 器加 热速度 ．
最关键的就是轴承寿命、 可靠性的要求 ， 包括叶片
部位 的变桨轴 承和主轴 轴承 以及偏 航轴 承 ， 了 除 滚道硬度要满足产 品硬 度要求 之外 ， 面 的硬度 齿 和强度也是 关键 的性 能要 求。 目前 ， 内齿轮 表 国 面淬火工艺还不是特别成熟 ， 出现裂纹 ， 易 若一旦 出现裂纹 ， 就无法挽救 ， 因此齿轮表面淬火关系到 风电轴承是 否能批 量生产 ， 是一个 必须 攻克 的难
生 产成 本 ， 证 批量 生产 。 保 关 键词 ： 电轴 承 ； 淬 火 ； 火工 艺 ； 风 齿 淬 淬硬层 ； 应器 感
１ 概 述
管 按 照 齿 形 做 成 仿 形 ， 接 到 水 盒 上 ， 装 好 焊 安
随着人类节能环保意识的不断提高， 人们对 节能环保产品的需求也就越来越大 ， 风力发电作
随后对 Ｍ ６的齿试温 ， １ 当温度达到正Hale Waihona Puke Baidu值 时， 此时功率在 １Ｋ 左 右 ， ５Ｗ 频率在 ７ ０ Ｈ 左 ３０ ｚ
右 ， 率偏 高 ， 硬层 可 能 太浅 ， 调 整 电容 将 频 淬 故
频率 降至 ６ ０ Ｈ ～ ７ ０ ｚ ４ ０ ｚ ６ ０ Ｈ 。继 续实 验 ， 将功 率
究 的主要 内容包括在保 证齿端 面淬 火硬度 的 同时 ， 如何 满 足齿 根 淬 火 硬 度 和 淬 硬层 的 深度 要 求 ， 能保证 齿 面 的强 度 也 提 高 了齿 根 部 的 既
轴承技 术
２１ 第 １ ０ ０年 期
・１ ９・
齿轮表 面淬火技术研究
（ 特大型轴承厂 ） 霍 晓磊 李崇崇
摘 要： 针对 目前齿面淬火主要外协的现状 ， 为了减少 由于齿 面淬裂导致套圈报废的问题 ， 通 过实验来制定新 的齿淬火工艺参数 ， 解决风能轴承齿淬火的瓶颈 ， 保证套圈齿面硬度和质量 ， 节约
则 升温后 齿根部 出现裂纹 ；
３ １ 淬 火过 程 中 出现 的问题 ．
①淬火面起步、 结尾距上下端面 １ｍ ５ ｍ处
无热 区 ；
②淬火过程中当功率升高些时， 感应器导 磁体发红 ， 严重 时铜管发红炸裂 ， 导致齿 面裂 纹 ， 纹长度 约 １ｃ 裂 ０ｍ左 右如 图 １ ；
⑤淬火过程 中， 相邻齿面出现若干数量硬 度一 侧偏 低现象 。
层满足产品要求 ， 故最终依据感应器实际加热
和冷却 效果 确定 的速度 脉 冲范 围 为 ４ ６ Ｈ 。 ０～ ０ ｚ
・
２ ０・
表 １
轴 承技术
２１ ０ ０年第 １ 期
脉 冲值 齿 面硬度 齿 根硬度 热 区 淬硬 层 ３ ０ 较低 （ Ｏ～ ０ Ｃ） ２ ３ ＨＲ 较低 （ ＝ ０ Ｒ ） 均匀 （ 区较宽 ） 齿 面约 ２ ｍ， 根无 ＜ ２ Ｈ Ｃ 不 热 ｍ 齿 ５ ０ ３ ４ Ｈ Ｃ ５。５ Ｒ 偏低 （０～ ０ Ｒ ） 均匀 （ 区适 中） 齿 面 ２ ｍ， ２ ３ Ｈ Ｃ 不 热 ｍ 齿根 无