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感应加热表面淬火的基本原理和应用

2014年06月30日

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。
二、工艺方法
        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。
三、主要方法:
        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
(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。


(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)的关系为频率升高,电流透入深度降低,淬透层降低。
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。
        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。
(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。
        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
        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。

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