表面淬火的时间

fairplayq

菜鸟，出来乍到，请多多指教。
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产品是直径不同的35#钢棒，11，13，15，17，20 ，28，42，表面硬度要求是HRA>70，硬度层有两组：高频对应0.4-1.0mm,中频对应1.5-2.5mm，我的问题是：
- R/ I# Q- u5 R9 U
$ B6 A: y' o7 d! q+ I0 v8 u1。产品直径大一定要中频淬火吗？还是主要受到硬度层影响，高频无法达到。
2。同一炉里，可以容纳不同直径的产品吗？如果可以的话，上面的直径中，那些可以放在一起的？
3。不同直径的产品对淬火时间的要求相差多吗？比如直径11和20，会差很多时间吗？

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1.产品直径大不一定要中频淬火。关键是对产品的硬度要求：心部硬度、表面硬度等。
2.直径相差不大的，可在同一炉里进行处理。上面几种规格分炉处理（仅供参考）：11~15一炉、17~20一炉、28一炉、42一炉。
/ {0 o- G  Y+ m4 Q& K; }% J3.淬火时间影响到产品的淬透性问题，所以，不同直径的产品对淬火时间是有差别的。

sangshulee

个人意见：  
    本人以前做这些的时候，使用高频还是中频，首先主要是看热处理的技术要重的硬化层的深度，一般在3mm以内的再根据工件直径的大小，能用高频的不用中频，但是如果零件直径太大也只能退而求其次了，当直径在允许的范围内可以调节淬火的频率来控制硬化层的深浅，中频也是如此。

zhongguolong

产品的直径有一定的影响，最主要的是要看淬硬层深度来决定的：高频硬化层深度可达1.0~1.5左右。中频硬化层深度可达4.5~2左右。但这不是决对的，还与感应线圈大小，加热时间有关

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呵呵，大致总结以下资料，供参考：
1 感应淬火加热层深度
在感应淬火条件下，加热层的深度基本上取决与频率和所使用的功率。此外，奥氏体化时间，以及感应器与被淬硬表面的距离，还有所获得的能量密度（表面功率Kw/cm2）是非常重要的。电流穿透深度Δ，在此厚度内有86%的能量转变成热量。此厚度可用下列公式表示：
               Δ=503[ρ/（μrf）1/2
    比电阻      ρ=1.1（Ωmm2/m）
! s# s: r& m3 k! V9 a/ v4 v% t& K磁导率      μr=1
频率        f     （Hz）
对于感应加热，下列近似值可用来确定可获得的加热层深度：
0.25~5 MHz     大约       1.0~0.3mm
3 ^6 L- W& {$ w; l0 P- r* U8~10  KHz     大约       8~5mm
- I1 \( g0 l1 j, o+ g1~5   KHz     大约        16~8mm
50Hz           大约       70mm
假设δ为要求的硬化层深度，则当Δ≥δ时为完全的透入式加热当Δ＜δ则不能实现完全透入式加热，而必须在加热后期又透入式加热转变为传导式加热。
+ _0 z$ o. _8 X( |/ ]8 v+ J! i: ^/ g一般来说，非合金钢的最大硬化深度为2~4mm。用感应和火焰淬火，合金钢可获得下述硬化层深度，这还取决于操作方法。含Mn为1.5%的Mn钢，硬化深度层大约为3~6mm；含Cr、Mo的钢，硬化层深度大约4~12mm；含Cr、Ni、Mo的钢，硬化层深度大约为4~12mm。
2 感应加热设备的选择
; L& [* v4 h+ O* A2 h3 o7 B（1）设备频率
设备的频率主要是根据淬硬层深度和工件的尺寸大小来确定。总的来说要尽量从获得透入式加热来考虑频率。一般电流的频率选择范围应当是：
2 g. D) S4 P# m- l& M3 W15000/δ2＜f＜250000/δ2
0 u9 _& V* T% l$ q" k" t2 y当淬硬层深度为已知时，必可找到一最佳频率，实践证明淬硬层深度为电流透入深度的1/2时最为适当，即：
f=62500/δ2
在选择频率时，还要考虑工件直径大小，当被加热工件直径与电流透入深度之比小于10时，感应器的电效率显著下降，因此，小直径工件应采用较高频率的设备。
: n' W, K( q5 Q2 y. L  h3 ?1 [0 g0 X（2）设备功率
9 I5 W6 Z, f: c4 R$ n6 y& y感应加热需要计算的功率有：发电机输出功率；工件加热所需总功率；输入到工件的单位表面功率。
- z7 o1 O$ g1 A  I2 l①加热工件单位表面功率的确定：单位表面功率是指被加热的工件单位面积上所需要的电功率，也称为比功率。单位表面功率P0愈大，加热速度愈快，淬硬层就愈浅，P0愈小，加热速度愈慢，可以得到较厚的加热层，因此，P0的选择实际是在电流频率选定之后，再根据淬硬层深度的要求来确定的，但其不确定的影响因素较多，一般用估算的方法求P0值，如采用同时加热方式并达到传导加热条件时，可用下式计算：
; ?! k2 a7 ^9 y* XP0=5δ/tk(kW/mm2)
2 w! F$ R$ [( }& N6 `$ l/ t& qtk——加热时间（秒）
下表可供参考
( f) Z8 ~( C# E2 t; H5 s- N$ C& i        同时加热        连续加热
) }4 Y7 ?7 u5 m1 v, A) r7 v高频        0.5~2        1~3
) j7 Y& E, I2 ^# a中频        0.5~2        0.8~2
6 `2 q/ r& a& J# C. `' ^: a/ Z/ F②工件加热所需要的总功率：确定单位表面功率后，根据同时加热的总面积S（mm2）加热所需要的总功率P：
P=SP0
& ?$ `4 E, |% {% B连续加热时，必须考虑到感应器的高度h(mm)，所以：
- H8 b9 @  b3 f2 b7 \% t/ aP=πDhP0
因为：h=tkV
3 O! E0 u; Y- }. d, \$ TV——工件与感应器相对移动速度（mm/s）
所以         P=πDtkVP0
③设备必须输出的功率：在加热所需总功率的基础上，再将感应器的效率η感和淬火变压器的效率η变考虑进去，就可得到设备必须的输出功率P输，采用同时加热时：
" y. p% x4 Y' Z# S& h1 RP输=SP0/η感η变
# z0 R" x& n. T采用连续加热时：
P输=πDtkVP0/η感η变
一般η感≈0.75~0.85      η变≈0.75~0.85

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层深与加热频率有关,高频淬即可,但时间还得通过试验确定.