PDF《感应加热热处理》

感应加热热处理 用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺.

这种热处理工艺常用于表面淬火, 也可用于局部退火或回火,有时也用于整体淬火和回火.20 世纪

30 年代初,美国、苏 联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火.随着工业的发展,感应加热热处理 技术不断改进,应用范围也不断扩大. 基本原理 将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周 围即产生交变磁场.交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流涡流. 感应电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小, 这种 现象称为集肤效应.工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实 现表面加热.电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄.在加 热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火. 分类 根据交变电流的频率高低,可将感应加热热处理分为超高频、高频、超音频、 中频、 工频

5 类. ①超高频感应加热热处理所用的电流频率高达

27 兆赫, 加热层极薄, 仅约 0.15 毫米,可用于圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火.②高频感应加热热处 理所用的电流频率通常为 200~300 千赫,加热层深度为 0.5~2 毫米,可用于齿轮、汽缸 套、 凸轮、 轴等零件的表面淬火. ③超音频感应加热热处理所用的电流频率一般为 20~

30 千赫,用超音频感应电流对小模数齿轮加热,加热层大致沿齿廓分布,粹火后使用 性能较好.④中频感应加热热处理所用的电流频率一般为 2.5~10 千赫,加热层深度为 2~8 毫米,多用于大模数齿轮、直径较大的轴类和冷轧辊等工件的表面淬火.⑤工频 感应加热热处理所用的电流频率为 50~60 赫,加热层深度为 10~15 毫米,可用于大型 工件的表面淬火. 特点和应用 感应加热的主要优点是:①不必整体加热,工件变形小,电能消耗小. ②无公害. ③加热速度快, 工件表面氧化脱碳较轻. ④表面淬硬层可根据需要进行调整, 易于控制.⑤加热设备可以安装在机械加工生产线上,易于实现机械化和自动化,便于 管理,且可减少运输,节约人力,提高生产效率.⑥淬硬层马氏体组织较细,硬度、强度、 韧性都较高. ⑦表面淬火后工件表层有较大压缩内应力, 工件抗疲劳破断能力较高. 感应加热热处理也有一些缺点.与火焰淬火相比,感应加热设备较复杂,而且适应 性较差,对某些形状复杂的工件难以保证质量. 感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火,目的是提高这 些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力.汽车后半轴采用感应加热表面淬火,设计载荷下 的疲劳循环次数比用调质处理约提高

10 倍.感应加热表面淬火的工件材料一般为中碳 钢.为适应某些工件的特殊需要,已研制出供感应加热表面淬火专用的低淬透性钢.高 碳钢和铸铁制造的工件也可采用感应加热表面淬火. 淬冷介质常用水或高分子聚合物水 溶液. 设备 感应加热热处理的设备主要由电源设备、淬火机床和感应器组成. 电源设备 的主要作用是输出频率适宜的交变电流. 高频电流电源设备有电子管高频发生器和可控 硅变频器两种. 中频电流电源设备是发电机组. 一般电源设备只能输出一种频率的电流, 有些设备可以改变电流频率,也可以直接用