[發明專利]車輛用可變齒條比齒桿的感應加熱熱處理方法

無效

• 申請號: 201310504551.7
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103981350A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 樸鍾奎
• 申請（專利權）人: 樸鍾奎
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/42
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;董領遜

技術領域

本發明涉及一種車輛用可變齒條比（VGR,Variable?rack?ratio）齒桿（RACK?BAR）的感應加熱熱處理方法，更具體地說，本發明涉及一種在滿足車輛用VGR齒桿所要求的機械物性的同時還能簡便地進行提高耐久性的回火作業的車輛用VGR齒桿感應加熱熱處理方法。

背景技術

車輛用齒桿是一種能夠把車輛方向盤所驅使的活塞的旋轉運動轉換及傳達成齒條（RACK）直線運動的零件，不僅能夠通過重量輕型化而提高燃比并實現車輛輕型化，還能根據轉向角來改變齒輪比而得以改善方向盤的轉向感。

可變齒條比齒桿是一種在低速、高速駕駛、停車時改變駕駛盤（Steering?Wheel）反應力的裝置，其齒輪間隔不規則，在更改車道或停車時稍微轉動方向盤就能隨心所欲地改變方向。

圖1是VGR齒桿的照片。如圖1所示，VGR齒桿由圓筒型的圓棒部與齒部構成，齒部的齒間隔在中央部分相對較寬而兩側則相對較窄地形成。這是為了在低速、高速駕駛、停車時得到不同的駕駛盤反應力。圓棒長度隨著產品而不同。齒桿的熱處理指的是針對齒部的熱處理。

現有齒桿的一般熱處理方法為，利用高頻感應加熱裝置進行高頻熱處理后，把熱處理后的齒桿另外移到加熱爐并且在240度維持2小時地進行回火。

加熱金屬時所采取的高頻加熱（或稱“高頻感應加熱”）方式為，把憑借電磁感應作用而有交流（高頻）電流流動的線圈里的金屬加熱，金屬之類的導電體由于渦電流損失與磁滯損耗的抵抗作用而產生熱。利用如此生成的熱把被加熱（金屬或導電體）物質加熱的過程稱為感應加熱，利用高頻電流時則稱為高頻感應加熱。

現有齒桿的一般熱處理方法使用高頻感應加熱裝置，通常使用150kHz以上的高頻進行熱處理。使用150kHz以上的相對較高的高頻時雖然能得到較高的表面硬度（HV700），但是由于硬化深度較薄（0.7mm）而無法得到所需要的硬化深度，因此只能在齒的上端部（即，峰部）局部硬化而發生齒出現龜裂等問題。

而且，現有技術在進行高頻感應加熱后，另外在電加熱爐對經過感應加熱熱處理的齒桿進行回火。回火（tempering）是為了對經過高頻熱處理后從鐵素體（ferrite）+珠光體（pearlite）組織轉變（變態）到馬氏體（martensite）組織的齒桿賦予耐久性而進行的工序。馬氏體組織是一種非常硬的組織而使得接觸齒桿的其它物體無法承受，而且由于其非常硬而可能會發生裂（crack），因此為了稍微降低該組織的硬度、消除龜裂危險及提高整體齒桿的耐久性而進行回火。現有的回火工序在回火治具裝載50個左右的齒桿后裝入“電加熱爐”，該電加熱爐是作為回火治具的回火爐。加熱爐的溫度設定為240度并且維持時間設定為2小時后進行回火工序。回火完畢后取出該產品進行空冷。

前述加熱爐方式的回火工序需要把產品移動到加熱爐后進行回火，因此很容易發生產品外觀壓痕、刮痕之類的二次不良。而且，加熱爐方式的回火工序由于在加熱爐里的二次加熱而使得高頻熱處理部以以外的其它部分也出現回火色。“回火色（temper?color）”指的是由于240度的熱氣導致高頻熱處理部以外的其它部分（圓棒部）也發生顏色變化的現象，它屬于加熱爐方式的回火工序的最大缺點。

發明內容

【解決的技術問題】

本發明旨在解決上述問題，本發明的目的是提供一種車輛用可變齒條比齒桿的感應加熱熱處理方法，在滿足車輛用VGR齒桿所要求的機械物性的同時還不會發生基于回火工序的外觀壓痕現象或刮痕，也不會在沒有進行高頻熱處理的圓棒部出現“回火色”。

本發明的目的不限于上述目的，前文沒有提到的本發明其它目的可以從后述說明中得到明確闡釋。

【解決問題的技術方案】

為了實現上述目的，本發明車輛用VGR齒桿感應加熱熱處理方法包括下列步驟：a）高頻熱處理步驟，利用頻率10kHz以下的高頻感應加熱裝置進行感應加熱熱處理，讓VGR齒桿位于電感線圈的內部通孔，一邊讓上述VGR齒桿上下移動一邊進行感應加熱熱處理的同時，把連接到水冷裝置的噴水部置于上述電感線圈的下部而同時進行水冷；及b）高頻回火步驟，在上述熱處理步驟后利用同一高頻感應加熱裝置進行，在不進行水冷的狀態下，在上述高頻感應加熱裝置的輸出低于上述熱處理步驟中的輸出的狀態下讓上述VGR齒桿上下移動地進行。

較佳地，上述高頻熱處理步驟及在上述高頻回火步驟中，上述VGR齒桿在非旋轉狀態下上下移動。

較佳地，上述電感線圈的內部通孔具有三角形形狀或半圓形狀。