表面淬火

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一般表面淬火有那几种方法，淬火深度是多少

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将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度，然后在适当温度下回火，使工件具有预期的性能。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
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$ W8 w' a. P3 ~% U% d淬火效果的重要因素，淬火工件硬度要求和检测方法：
淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计，测试HRC硬度。淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测试HRA的硬度。厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒，可改用表面洛氏硬度计，测试HRN硬度。

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感应加热（高频、中频）表面淬火、火焰加热表面淬火、电解液加热表面淬火、火花放电加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火、电接触加热表面淬火、脉冲电流感应加热表面淬火、太阳能加热表面淬火等

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表面淬火
( \& P, w6 `0 {• 钢的表面淬火
有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
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" P& ^' P* o) U0 Y5 y• 感应加热表面淬火
. @7 P$ J4 s* s/ u7 X感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：
1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高
5 s. W- @$ J/ [; X! n0 S2.工件因不是整体加热，变形小
3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命
( p9 \: }9 A6 A4 B5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好
" V+ ^' B$ F( ~9 o. E( v6.便于机械化和自动化
! ~% u$ u) }; q  U9 g7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
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• 感应加热的基本原理
0 @) d) J' h; ]$ a% G将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。

0 H5 C# o1 L  {8 a' ^' ?/ A• 感应表面淬火后的性能
1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个单位（HRC）。
2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D。为工件的有效直径。

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表面淬火
　　适用材料：中碳钢或中碳合金钢。
+ J; B8 N& t$ ^( ]# r　　工艺特点：快速加热，使工件表面迅速升温至淬火温度，而工件心部仍处于A1以下，这时立即喷水冷却，使工件表面层被淬硬成为马氏体，心部仍是原来的组织，保持着良好的韧性。
　　种类：根据加热方法不同，主要有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火以及电解液加热表面淬火等几种。应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火法。

' F$ L0 p$ p! N1 z　　1.感应加热表面淬火
7 z% c7 }0 d7 A　　定义：是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。
5 t; p5 D' f! C/ N) m$ q　　原理：电磁感应产生同频率的感应电流即涡流。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，心部几乎等于零，而表面电流密度极大，称为“集肤效应”，频率愈高，电流密度极大的表面层愈薄。依靠这种电流和工件本身的电阻，使工件表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍接近室温，然后立即喷水冷却，使工件表面淬硬。
$ I/ @. j, `' u- J$ q2 N分类：感应加热可分为三类：
: i, Y5 L  O7 B　　(1)高频加热
. Q, N! o' s6 Y    　常用频率为（200～300）KHZ，淬硬层深度为（0.5～2.5）mm， 适用于中、小型零件，如小模数齿轮、轴类等。
+ L' k7 W# N4 Z: s1 O9 N　　(2)中频加热
    　常用频率为（2500～8000）HZ，淬硬层深度为（2～10）mm， 适用于直径较大的轴类和大、中模数齿轮以及钢轨、机床导轨等。
: e1 `8 b5 |  y3 C( ?　　(3)工频加热
　　电流频率为50HZ，不需要频设备，城市用交流电即可，适用于淬硬层深度为（10～20）mm以上的大型工件或用于穿透加热。如火车车轮等的表面淬火。
5 W- |) H( h# \/ a　　优缺点：感应加热表面淬火加热速度快，生产率高，加热温度和淬硬层深度容易控制，工件表面氧化和脱碳少，工件变形小，可以使全部淬火过程实现机械化、自动化。其缺点是设备较昂贵，形状复杂的零件感应圈不易制造，且仅适用于大批量生产。
　　适用过程：调质处理---表面淬火---低温回火。
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! H/ Y7 g0 \+ Z2 `3 F) y3 _9 _　　2.火焰加热表面淬火
& D4 v& M& o9 U( m8 t+ j" q　　定义：火焰加热表面淬火是用乙炔－氧或煤气－氧的混合气体燃烧的高温火焰，喷射在零件表面上，使它快速加热达到淬火温度，而心部温度仍很低，随即喷水冷却，从而获得高硬度马氏体组织和淬硬层的一种表面淬火方法。
" p) u' x0 [( m, V# m+ @3 c8 P5 H7 ~       优缺点：淬硬层深度一般为（2～6）mm，若要获得更深的淬硬层，会引起零件表面严重的过热，且易产生淬火裂纹。由于淬火质量不够稳定，生产率低，限制了它的广泛应用。但它具有方法简便灵活，无需特殊设备、成本低等优点，适用于单件或小批量生产的大型或需要局部淬火的零件。如大型轴、大齿轮、轧辊、齿条、钢轨面等

sangshulee

补充一下，还有超音频淬火，据说一般是用在齿轮淬火用，本人没用过，资料也比较少，大家可以查找一下传上来，

yuanyumi

中频，高频，工频，
深度要看材料了，可以8--9mm

yuanyumi

中频，高频，工频，
9 ^  t2 f6 R- F4 ^/ G深度要看材料了，可以8--9mm