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金属热处理 :感应加热热处理

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金属热处理 :感应加热热处理

发布日期:2017-02-11 作者:http://www.2005xj.com/ 点击:

         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於表面淬火?也可用於局部退火或回火?有时也用於整体淬火和回火。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。随著工业的发展?感应加热热处理技术不断改进?应用范围也不断扩大。 

金属热处理 :感应加热热处理

         金属热处理基本原理 将工件放入感应器(线圈)内(图1 感应加热原理 )?当感应器中通入一定频率的交变电流时?周围即?生交变磁场。金属热处理交变磁场的电磁感应作用使工件内?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(图2 沿工件截面的电流密度分布 )?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?N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?可用於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?可用於齿轮?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?多用於大模数齿轮?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?可用於大型工件的表面淬火。(见彩图 差温炉淬火 ? 600毫米直径冷轧辊工频感应加热淬火 ? 大型铸钢件的热处理炉 ? 真空淬火炉 ) 

         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?易於控制。⑤加热设备可以安装在机械加工生?线上?易於实现机械化和自动化?便於管理?且可减少运输?节约人力?提高生?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。 

         感应加热广泛用於齿轮?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?裼酶杏?尤缺砻娲慊皓o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?出供感应加热表面淬火专用的低淬透性钢。高碳钢和铸铁?造的工件也可?裼酶杏?尤缺砻娲慊稹4憷浣橹食S盟?蚋叻肿泳酆衔锼?芤骸 

         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50赫的工频电流进行感应加热。 

         电源设备的选择与工件要求的加热层深度有关。加热层深的工件?应使用电流频率较低的电源设备?加热层浅的工件?应使用电流频率较高的电源设备。选择电源设备的另一条件是设备功率。加热表面面积增大?需要的电源功率相应加大。当加热表面面积过大时或电源功率不足时?可?裼昧??尤鹊姆椒īo使工件和感应器相对移动?前边加热?后边冷却。但最好还是对整个加热表面一次加热。这样可以利用工件心部?热使淬硬的表层回火?从而使工艺简化?还可节约电能。 

         感应加热淬火机床的主要作用是使工件定位并进行必要的运动。此外还应附有提供淬火介质的装置。淬火机床可分为标?驶?埠妥ㄓ没?博o前者适用於一般工件?后者适用於大量生?的复杂工件。 

         进行感应加热热处理时?为保证热处理质量和提高热效率?必须根据工件的形状和要求?设计?造结构适当的感应器。常用的感应器有外表面加热感应器?内孔加热感应器?平面加热感应器等(图3 常用的高频感应器 )。对於变截面轴类零件?可?裼冒肴π胃杏ζ鳗o利用横向磁场加热。根据加热方法?感应器又可分为同时加热用感应器和连续加热用感应器。为了提高生?效率?对小型工件还可以设计能对多个工件同时加热的感应器。为了提高小孔和平面加热感应器的热效率和获得理想的加热轮廓?可在感应器上安装导磁体?以使电流分布合理。


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