表面淬火方法

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1、4.3表面淬火方法一：感應加熱表面淬火定義：感應加熱表面淬火是利用感應電流通過工件產生的熱效應，使工件表面局部加熱，繼之快速冷卻，以獲得馬氏體組織的工藝。分類：分為高頻淬火，中頻淬火，和高頻脈衝淬火即微感應淬火三類。1：感應加熱基本原理：（1）感應加熱的物理基礎;當工件放在通有交變電流的感應圈中，在交變電流所產生的交變磁場作用下將產生感應電動勢。電流透人深度隨著工件材料的電阻串的增加而增加，隨工件材料的導磁串及電流頻率的增加而減小。鋼的電阻率隨著加熱溫度的升高而增大，在800—900℃時，各類鋼的電阻率基本相等，通常把20℃時的電流透人深度稱為“冷態

2、電流透人深度”，而把800℃時的電流透入深度。稱為熱態電流透人深度。(2)感應加熱的物理過程感應加熱開始時，工件處於室溫，電流透入深度很小，僅在此薄層內進行加熱。表面溫度升高，薄層有—定深度，且溫度超過磁性轉變點(或轉變成奧氏體)時，此薄層變為順磁體，交變電流產生的磁力線移向與之毗連的內側鐵磁體處，渦流移向內側鐵磁體處，由於表面電流密度下降，而在緊靠順磁體層的鐵磁體處，電流密度劇增，此處迅速被加熱，溫度也很快升高。此時工件截面內最大密度的渦流由表面向心部逐漸推移，同時自表面向心部依次加熱。這種加熱方式稱為透人式加熱、當變成順磁體的高溫層的厚度超過熱態

3、電流進入的深度後，渦流不再向內部推移，而按著熱態特性分佈，繼續加熱時，電能只在熱態電流透人層範圍內變成熱量，此層的溫度繼續升高。與此同時，由於熱傳導的作用，熱量向工件內部傳遞，加熱層厚度增厚，這時工件內部的加熱和普通加熱相同，稱為傳導式加熱。透入式加熱較傳導式加熱有如下特點：(a)表面的溫度超過A2點以後，最大密度的渦流移向內層，表層加熱速度開始變慢，不易過熱，而傳導式加熱隨著加熱時間的延長，表面繼續加熱容易過熱；(b)加熱迅速，熱損失小，熱效率高；(c)熱量分佈較陡，淬火後過渡層較窄，使表面壓應力提高，2．感應加熱表面淬火工藝(1)根據零件尺寸及硬

4、化層深度的要求，合理選擇設備。(a)設備頻率的選擇主要根據硬化層深度來選擇．一般若採用透入式加熱，但所選用頻率不宜過低，否則需用相當大的比功率才能獲得所要求的硬化層深度，且無功損耗太大．當現有設備頻率滿足不了上述條件時，可採用下述彌補辦法：在感應加熱前預熱，以增加硬化層厚度，調整比功率或感應器與工件間的間隙等。(b)比功率的選擇比功率是指感應加熱時工件單位表面積上所吸收的電功率。在頻率一定時，比功率愈大，加熱速度愈快；當比功率一定時，頻率愈高，電流進入愈淺，加熱速度愈快。比功率的選擇主要取決於頻率和要求的硬化層深度。在頻率一定時，硬化層較淺的，選用較

5、大比功率(透入式加熱)；在層深相同情況下，設備頻率較低的可選用較大比功率。因為工件上真正獲得的比功串很難測定，故常用設備比功率來表示．設備比功串為設備輸出功率與零件同時被加熱的面積比，在實際生產中，比功率還要結合工件尺寸大小、加熱方式、以及試淬後的組織、硬度及硬化層分佈等作最後的調整。(2)淬火加熱溫度和方式的選擇感應加熱淬火溫度與加熱速度和淬火前原始組織有關。由於感應加熱速度快，奧氏體轉變在較高溫度下進行，奧氏體起始晶粒較細，且一般不進行保溫，為了在加熱過程中能使先共析鐵素體時亞共析鋼)等游離的第二相充分溶解，這些都允許並要求感應加熱表面淬火採用較

6、高的淬火加熱溫度。一般高頻加熱淬火溫度可比普通加熱淬火溫度高30—200℃．加熱速度較快的，採用較高的溫度．淬火前的原始組織不同，也可適當地調整淬火加熱溫度．調質處理的組織比正火的均勻，可採用較低的溫度。當綜合考慮表面淬火前的原始組織和加熱速度的影響時，每種鋼都有最佳加熱規範，這可參見有關手冊。常用感應加熱有兩種方式：一種稱同時加熱法，即對工件需淬火表面同時加熱，一般在設備功率足夠、生產批量比較大的情況下採用；另一種稱連續加熱法，即對工件需淬火部位中的一部分同時加熱，通過感應器與工件之間的相對運動，把已加熱部位逐漸移到冷卻位置冷卻，待加熱部位移至感應

7、器中加熱，如此連續進行，直至需硬化的全部部位淬火完畢．如果工件是較長的圓柱形，為了使加熱均勻，還可使工件繞其本身軸線旋轉。一般在單件、小批量生產中，軸類、杆類及尺寸較大的平面加熱，採用連續加熱法。通常借控制加熱時間來控制加熱溫度．在用同時加熱法時，控制一次加熱時間。在大批量生產條件下可用設備上的時間繼電器自動控制。在連續加熱條件下，通過控制工件與感應圈相對位移速度來實現。(請觀看視頻演示）(3)冷卻方式和冷卻介質的選擇最常用的冷卻方式是噴射冷卻法和漫液冷卻法。噴射冷卻法即當感應加熱終了時把工件置於噴射器之中，向工件噴射淬火介質進行淬火冷卻。其冷卻速度

8、可以通過調節液體壓力、溫度及噴射時間來控制．漫液淬火法即當工件加熱終了時，浸入淬火介質中進行冷卻。對細，薄工