感应加热表面淬火基本原理及应用

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感应加热表面淬火基本原理及应用
感应加热表面淬火的应用及基本原理分析。
　　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。
1 |0 Y( i* V2 m6 L9 A4 r　　二、工艺方法
　　快速加热与立即淬火冷却相结合。
$ a6 U. x! N5 e* T4 W; u3 f; L　　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)组织。
6 @( a4 B4 w' b0 C# ^　　三、主要方法：
, B! A' ~4 l# s0 ]9 E6 |　　感应加热表面淬火(高频、中频、工频),火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。
9 Z$ y; \8 {; t. W( ~( u- o　　四、感应加热表面淬火
　　(一)基本原理：
　　将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，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。(如下图所示)
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　　(二)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
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7 w! B# x% d9 |" l, A* W　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。
1 f! v% _* [4 ^) e, `3 ]　　常用的电流频率有：
# O% _! K  E9 W8 f2 C$ T　　1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～2.5mm，适于中小型零件。
/ m; A- b) p: Y; }! y6 n　　2、中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度～10 mm。适于较 大直径的轴类、中大齿轮等。
　　3、工频加热：电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达10～20mm，适于大直径工件的表面淬火。
$ y& [$ J9 y# [. P. [0 V5 Q　　(三)、感应加热表面淬火的应用：
9 h  ?" h, W' ~! Q5 A+ ^" t- v　　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。
6 D5 S6 \# n) i% v* C　　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。
　　五、火焰表面加热淬火
# _1 b5 I" H& p$ ^% N$ D( J　　适于中碳钢35、45钢和中碳合金结构钢40Cr及65Mn、灰口铸铁、合金铸铁的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤气-氧混合气燃烧的火焰喷射快速加热工件。工件表面达到淬火温度后，立即喷水冷却。淬硬层深度为2～6mm，否则会引起工件表面严重过热及变形开裂。