感应淬火软带留错位置,齿根强度会不够
感应淬火的软带若留在齿根圆角,弯曲应力最高处没有淬硬,齿面虽硬,轮齿仍会从齿根先裂开。

感应淬火靠交变磁场在表层加热,加热到哪里,由线圈形状、频率和加热时间决定。淬硬区和心部之间有一条硬度下降的过渡带,称为软带。软带本身是工艺不可避免的过渡,但必须躲开受力最大的地方。齿轮弯曲应力最高在齿根,软带若留在齿根,齿面再硬,轮齿仍会从根部裂开。圆角上的拉应力不会因为齿面淬硬而减小。
软带是淬硬区的过渡
涡流在表层发热,频率高时热量更浅,齿顶先热,齿根圆角往往在线圈照不到的位置。淬火液若只喷到齿面,圆角冷却也不足,热量在淬火前已经散走,硬度上不来。软带就落在齿根,而不是落在齿面中部。这是加热和冷却都没有覆盖圆角的结果。硬度带要沿齿廓测量,不能只看线圈外形是否盖住齿根。
软带的组织介于马氏体和未淬火基体之间,硬度明显低于齿面。它不是裂纹,但疲劳抗力低。弯曲时齿根圆角拉应力最大,裂纹从这里萌生,齿面的淬硬层还可以是完好的。断齿若从圆角起始、齿面没有麻点,要沿齿根测硬度,不能只在齿顶打一点就认为合格。
线圈太短、与齿根间隙过大、加热时间短,都会把软带留错。频率过高时齿顶甚至过热,齿根仍然发软。把同一齿的齿顶和齿根硬度对一下,齿顶高、齿根低,就是软带留在了根部。材料本身能不能淬硬,要用齿顶已经淬硬这件事来证明,齿根低是位置问题。齿顶能硬,说明这炉钢不是淬不上火,而是热没有送到根部。间隙偏大的那一侧圆角会固定留软,断齿也集中在这一侧。
齿根没有硬度就会先断
齿根强度不够时,轮齿从圆角折断,起源处看不到接触疲劳。齿面硬度合格,容易把热处理当成已经完成。沿齿高连续测硬度,低点若正落在圆角,又与断口起源重合,软带位置就得到确认。低点若在齿顶,折断原因不在齿根这条软带上,要另查过热或齿顶崩裂。
层深不够是另一条路径。齿根表面硬度可以已经达标,只是硬层很薄,下面很快进入心部,接触时硬层被压碎。软带留错则是该硬的表面根本没有硬,硬度计在齿根表面就打出低值,不必剖开。层深不够时表面一点仍然高,要剖开才看得到薄。两个低硬度不要合成一个结论。
回火温度过高会使整齿变软,齿顶和齿根一起低,没有一条窄的过渡。脱碳是表面一层软、紧下面仍硬,而且各个齿面都有,不专挑齿根。软带是一侧硬、一侧软的位置现象。全齿都软去查回火;只有表皮软去查脱碳;只有齿根软、齿面硬,才是软带留错了位置。
心部硬度低于淬硬层是正常的,心部在齿的内部,不是齿根表面上的软带。工艺正确时,齿根表面应和齿面一样硬,硬层沿圆角走。用剖面上心部的低硬度去解释齿根表面打软,就把内部和表面弄反了。软带必须在表面该连续淬硬的区域内测量。
纠正位置,要让线圈和喷液都覆盖齿根圆角,频率低到热量能进圆角而不是只停在齿顶。改完后从齿顶测到齿根,低点应离开最大拉应力的圆角,或者圆角本身已经淬上。只加长加热时间、不改线圈覆盖,齿顶会过热,齿根仍软。过热和软带可以同时出现在一个齿上。
只更换断齿、不改感应器,下一件仍会在同一圆角留下软带,仍从齿根折断。同一批齿轮齿根硬度都低,就不是单件夹杂。软带是加热图形放错了位置。抽检若只抽齿顶,这批齿轮会全部放行,装到变速箱里才成批断齿。
感应淬火软带留错位置,齿根强度会不够,是因为弯曲应力最大处没有马氏体。齿面硬度合格证明不了齿根也硬。齿顶、齿根的硬度位置和断口起源对上以后,才决定改线圈还是去查层深、回火和脱碳。只提高齿面硬度,圆角上的软带还在受力。断口若仍从圆角起裂,软带就还留在最大拉应力处。抽检必须包含齿根,齿顶合格不能代表整齿。同一批齿轮圆角硬度都低时,应改感应器覆盖,而不是只报废已经断掉的那几件。