感应加热表面淬火基本原理及应用

BJDWL001

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：
+ T( R( R2 p! R  \$ ]8 y8 E　　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。
& i* L0 r! C! U* W6 k4 r　　二、工艺方法
! f. x# M/ P& L0 P( W! d2 q　　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)组织。
# R8 V0 b* V- Q- t$ F1 D　　三、主要方法：
& Q! O6 Q; |2 q( d" S　　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。
8 v% K5 [/ j( E' R　　四、感应加热表面淬火
% O8 s. W* \3 h, A' w- D　　(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)
0 i9 w3 ^2 T! A8 g　　 http://www.jic35.cn/WebEditor/uploadfile/2008-07-17-11-54-13919.jpg
: D4 P8 C4 F1 z1 ]　　(二)加热频率的选用
, c6 ^7 S. ]- t& ]( W8 z- y. e　　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
2 C& b7 y4 v/ M4 b/ n; I$ l　　 http://www.jic35.cn/WebEditor/uploadfile/2008-07-17-11-54-22167.jpg
' V. p2 y- Q) p7 q. y7 @0 v　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。
  x/ y4 F& r( c6 B0 ?8 Y　　常用的电流频率有：
/ X# ?, C9 D. b% g. h　　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。
; g3 n5 Q* `. k$ x$ V　　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。
8 S* ]6 c7 d! c6 z3 u　　(三)、感应加热表面淬火的应用：
# o; O5 P( G/ |5 F　　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。
: s1 Q4 E! `/ Y% K; H# _* _　　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。
1 [9 {& s8 ^+ Q4 S　　五、火焰表面加热淬火
　　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。