感应加热与表面淬火

发布时间：2009-08-06 06:27:59

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一、感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使工件表层产生涡流而被迅速加热，进行淬火的方法。
感应加热的原理是把钢制工件放在感应器内通入交变电流，产生交变磁场。由于电磁感应，在工件内将产生和感应器内的电流频率相同，方向相反的感应电流——涡流。由于集肤效应，涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面的电流密度越大，中心的电流密度越小。交变电流的频率越高，集肤效应越显著，感应加热的深度越浅，由于工件本身有电阻，根据焦耳楞次定律，集中于工件表层的涡***生的电阻热，使工件表层迅速被加热到淬火温度，而心部温度基本不变。在随即进行喷水（合金钢浸油）冷却后，工件表层被淬硬，实现了感应加热表面淬火。
二、感应加热是一种使工件表面产生一定的高、中频感应电流，迅速加热零件表面，用于金属零件表面淬火或透热的热处理方法。使用高、中频感应加热设备，选用不同的表面淬火感应器，对形状各异的工件可进行感应加热和表面淬火，来改变金属零件表面的金相***结构，提高金属零件的使用寿命。
　　感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器是输入中频或高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的装备。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC，而心部温度升高很小。
　　感应加热频率的选择：根据热处理及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。
　　高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件、套类零件等。
　　中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热等。
　　感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。
　　感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。
　　三、感应加热表面淬火的应用
　　（一）应用：
　　承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。
　　（二）工艺方法
　　快速加热与立即淬火冷却相结合。
　　通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）***。
　　（三）感应加热表面淬火
　　1．基本原理：
　　使用中、高频表面淬火感应器，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火)，使工件表面层淬硬。
　　2．加热频率的选用
　　室温时感应电流流入工件表层的深度δ（mm）与电流频率f（HZ）的关系为
　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。
　　常用的电流频率有：
　　（1）高频加热：频率100～500KHZ，常用频率200～300KHZ，淬硬层深为0.5～2.5mm，适于中小型零件。
　　（2）中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用频率2500～8000HZ，淬硬层深度2～10 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。
　　3．感应加热表面淬火的应用：
　　与普通加热淬火比较具有：
　　（1）加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。
　　（2）淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。
　　（3）经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。
　　（4）淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。出自：http://www.cuihuoganyingqi.com淬火感应器网站新闻中心

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