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齒輪雙頻感應(yīng)加熱過程及齒輪材質(zhì)的選擇
雙頻加熱的原理是使用低高兩種頻率的熱源。首先，以較低頻率的熱源加熱(3—10khz)，為齒輪預(yù)熱提供所需能量。
隨后，立即進行高頻熱源加熱，頻率范圍100-250khz之間。頻率選擇依齒輪尺寸及周節(jié)大小而定。高頻熱源將迅速使全部齒輪外表面加熱至淬火溫度，然后齒輪立即淬火，獲得設(shè)計所規(guī)定的硬度。
在雙頻加熱中，固定在心軸上旋轉(zhuǎn)著的齒輪接受預(yù)熱，隨后一個快速“脈沖使之達到終適宜的淬火溫度后，工件被送入水中淬火。全部過程共需30秒鐘。
這一過程為計算機所控制。由于加熱速度快，表面無氧化、脫碳現(xiàn)象，外觀及心部材料的性能仍保持不變。
制造齒輪有多種材料，從工藝及經(jīng)濟的觀點出發(fā)，鋼得到廣泛應(yīng)用。
含碳量決定鋼能達到的硬度。通常用于感應(yīng)熱處理的鋼，視其表面的設(shè)計硬度要求，含碳量一般為0.40，0.50或0.60％為宜。
要使零件在局部加熱之后淬火硬化，鋼的含碳量必須達到設(shè)計硬度的要求。
雙頻感應(yīng)淬火解決這一問題的辦法是，嚴格控制熱處理變形，使變形量-在太多數(shù)齒輪的設(shè)計要求范圍之內(nèi)。
齒輪淬火處理有其特點，雙頻感應(yīng)處理是各種方法中較理想的。在常規(guī)處理中，要同時滿足一定的硬化層-及變形要求是困難的，大直徑齒輪淬火設(shè)備供應(yīng)商，因為兩者會相互影響，相互制約。而雙頻感應(yīng)方法僅對齒輪的局部提供淬火所必須的能量(比常規(guī)生產(chǎn)減少2—3倍)，因此，變形范圍及硬化-均達到設(shè)計要求。
鏈輪高頻淬火設(shè)備應(yīng)用廣泛，主要有下面幾大應(yīng)用領(lǐng)域：
1、直徑300以下鏈輪的熱處理。
2、機床導(dǎo)軌的淬火處理。
3、各種釬具、鉆具的焊接。
4、φ100 mm以下軸類的淬火處理;直徑350以下齒輪類的淬火處理。
5、φ35以下螺栓、螺母的熱變形;φ35m以下的圓鋼、方鋼透熱鍛造。
鏈輪高頻淬火設(shè)備具有的特點：
1、采用仿形感應(yīng)器對各種鏈輪進行表面淬火。
2、采用立式淬火機床，在經(jīng)過淬火之后，產(chǎn)品提高、變形量小。
3、感應(yīng)加熱設(shè)備，硬質(zhì)達到材質(zhì)要求的硬度，淬硬層合格。
4、操作簡單方便，自動化程度高，只需一次編程、一次開機，所有工位即可按照預(yù)設(shè)程序，全部自動操作完成，省時省力，節(jié)能無污染。
大模數(shù)齒輪淬火用感應(yīng)加熱電源控制系統(tǒng)
與感應(yīng)加熱表面淬火相比，滲碳淬火雖可以使齒面達到-的接觸疲勞強度、高的抗彎曲強度及-的耐磨性，但熱處理周期長，淬火變形大，因此上工業(yè)化在生產(chǎn)大模數(shù)重載齒輪軸逐漸開始采用感應(yīng)加熱電源淬火，其特點是加熱速度快、幾乎沒有保溫時間 (加熱到溫后立即淬火)。目前以數(shù)字信號處理器(dsp) 和復(fù)雜可編程邏輯器件 (cpld) 為的感應(yīng)加熱電源，已經(jīng)科技取代進口設(shè)備。
基于 dsp 的感應(yīng)加熱電源主要包括主電路與控制電路兩部分，主電路包括整流和逆變兩部分。主電路整流部分輸入為380v/50 hz 工頻交流電壓，經(jīng)三相不控橋式整流后，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷�，輪流�?dǎo)通和關(guān)斷逆變橋器件，在逆變器的輸出端獲得交變的方波電壓，經(jīng)高頻逆變變壓器耦合輸出到諧振電容和感應(yīng)線圈，通過串聯(lián)諧振產(chǎn)生電流，在線圈中形成交變磁場，對工件進行感應(yīng)加熱。
由于感應(yīng)加熱用igbt器件工作頻率在20至100khz，可以滿足大多數(shù)感應(yīng)加熱的工作需求。由dsp產(chǎn)生pwm脈沖信號�？刂七^程中融入恒流pid和數(shù)字鎖相環(huán)運算、pwm 波形輸出頻率實時性和高分辨率移相 pwm 及死區(qū)時間控制，計算時間短，計算量大，要求系統(tǒng)有較高的運算速度和精度；需要同時對多個電流、電壓值進行采樣分析，要求系統(tǒng)有較強的并行處理能力，能完成系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)存儲、傳輸、顯示等功能。
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