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感應加熱表面淬火的應用及基本原理分析
2020-09-21 00:00:00 來源：鄭州高中頻淬火設備 點擊：2881 喜歡：0
感應加熱表面淬火的應用及基本原理分析
一、應用：
承受扭轉、彎曲等交變負荷作用的工件，要求表面層承受比心部更高的應力或耐磨性，需對工件表面提出強化要求，適于含碳量We=0.40～0.50%鋼材。
二、工藝方法
快速加熱與立即淬火冷卻相結合。
通過快速加熱使待加工鋼件表面達到淬火溫度，不等熱量傳到中心即迅速冷卻，僅使表層淬硬為馬氏體，中心仍為未淬火的原來塑性、韌性較好的退火（或正火及調質）組織。
三、主要方法：
感應加熱表面淬火（高頻、中頻、工頻）,火焰加熱表面淬火，電接觸加熱表面淬火，電解液加熱表面淬火，激光加熱表面淬火，電子束加熱表面淬火。
四、感應加熱表面淬火
（一）基本原理：
將工件放在用空心銅管繞成的感應器內，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火），使工件表面層淬硬。（如下圖所示）
（二）加熱頻率的選用
室溫時感應電流流入工件表層的深度δ（mm）與電流頻率f（HZ）的關系為
頻率升高，電流透入深度降低，淬透層降低。
常用的電流頻率有：
1、高頻加熱：100～500KHZ，常用200～300KHZ，為電子管式高頻加熱，淬硬層深為0.5～2.5mm，適于中小型零件。
2、中頻加熱：電流頻率為500～10000HZ，常用2500～8000HZ，電源設備為機械式中頻加熱裝置或可控硅中頻發生器。淬硬層深度～10 mm。適于較 大直徑的軸類、中大齒輪等。
3、工頻加熱：電流頻率為50HZ。采用機械式工頻加熱電源設備，淬硬層深可達10～20mm，適于大直徑工件的表面淬火。
（三）、感應加熱表面淬火的應用：
與普通加熱淬火比較具有：
1、加熱速度極快，可擴大A體轉變溫度范圍，縮短轉變時間。
2、淬火后工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強度。
3、經該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理后可直接裝配使用。
4、淬硬層深，易于控制操作，易于實現機械化，自動化。
五、火焰表面加熱淬火
適于中碳鋼35、45鋼和中碳合金結構鋼40Cr及65Mn、灰口鑄鐵、合金鑄鐵的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤氣-氧混合氣燃燒的火焰噴射快速加熱工件。工件表面達到淬火溫度后，立即噴水冷卻。淬硬層深度為2～6mm，否則會引起工件表面嚴重過熱及變形開裂。
承受扭轉、彎曲等交變負荷作用的工件，要求表面層承受比心部更高的應力或耐磨性，需對工件表面提出強化要求，適于含碳量We=0.40～0.50%鋼材。
二、工藝方法
快速加熱與立即淬火冷卻相結合。
通過快速加熱使待加工鋼件表面達到淬火溫度，不等熱量傳到中心即迅速冷卻，僅使表層淬硬為馬氏體，中心仍為未淬火的原來塑性、韌性較好的退火（或正火及調質）組織。
三、主要方法：
感應加熱表面淬火（高頻、中頻、工頻）,火焰加熱表面淬火，電接觸加熱表面淬火，電解液加熱表面淬火，激光加熱表面淬火，電子束加熱表面淬火。
四、感應加熱表面淬火
（一）基本原理：
將工件放在用空心銅管繞成的感應器內，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火），使工件表面層淬硬。（如下圖所示）
（二）加熱頻率的選用
室溫時感應電流流入工件表層的深度δ（mm）與電流頻率f（HZ）的關系為
頻率升高，電流透入深度降低，淬透層降低。
常用的電流頻率有：
1、高頻加熱：100～500KHZ，常用200～300KHZ，為電子管式高頻加熱，淬硬層深為0.5～2.5mm，適于中小型零件。
2、中頻加熱：電流頻率為500～10000HZ，常用2500～8000HZ，電源設備為機械式中頻加熱裝置或可控硅中頻發生器。淬硬層深度～10 mm。適于較 大直徑的軸類、中大齒輪等。
3、工頻加熱：電流頻率為50HZ。采用機械式工頻加熱電源設備，淬硬層深可達10～20mm，適于大直徑工件的表面淬火。
（三）、感應加熱表面淬火的應用：
與普通加熱淬火比較具有：
1、加熱速度極快，可擴大A體轉變溫度范圍，縮短轉變時間。
2、淬火后工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強度。
3、經該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理后可直接裝配使用。
4、淬硬層深，易于控制操作，易于實現機械化，自動化。
五、火焰表面加熱淬火
適于中碳鋼35、45鋼和中碳合金結構鋼40Cr及65Mn、灰口鑄鐵、合金鑄鐵的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤氣-氧混合氣燃燒的火焰噴射快速加熱工件。工件表面達到淬火溫度后，立即噴水冷卻。淬硬層深度為2～6mm，否則會引起工件表面嚴重過熱及變形開裂。
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