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：
$ E/ I! }: f& ?. C$ H% z　　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
/ m! T! x- R6 y5 [　　快速加热与立即淬火冷却相结合。
- c; J7 i$ U# O6 {/ m& }　　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。
2 W# G9 ~  ?4 I$ C/ V% o　　三、主要方法：
+ P$ w) D* J% ?( I　　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。
　　四、感应加热表面淬火
% a% T$ m' m5 V$ u　　(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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/ M/ F8 o) n* k( e　　(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 ]+ ^4 x" z% l5 ^* y. U　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。
7 D0 a/ V) I. M; ~1 \' [  r; B　　常用的电流频率有：
　　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。
　　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。
/ ~( N3 Y' J: h0 Y" N　　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。
6 B" O. a' p* H# {, k! m: u6 f　　(三)、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。
6 W& r+ |2 l3 z: [1 Y  J　　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。
! u' R# ?: X2 G" c( c# x4 ~5 u　　4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。
( ^+ c% D5 U) R6 I0 T　　五、火焰表面加热淬火
( Z0 K& \: r/ M2 v/ g1 E0 O% f　　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。