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感应加热表面淬火的基本原理及其特点

时间:2014-01-06 16:28来源:洛阳科诺工业 作者:admin 点击:

感应加热是将零件置于感应器内,当有一定的电流频率的交流电通过感应器时,在零件表面就有感应电流产生,此电流分布在表面,并以涡流的形式出现,迅速加热表面使其达到淬火温度,然后切断电源,并将零件急速冷却,实现感应加热表面淬火。

感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理,使零件在交变磁场中切割磁力线,在表面产生感应电流,又根据交流电集肤效应,以涡流形式将零件表面快速加热,而后急冷的淬火方法。它在热处理领域中占有重要地位,这一技术已经在我国被广泛应用。

感应加热表面淬火的使用频率不同,可以分为超高频(27MHz)、高频(200---250kHz)、中频(2500---8000Hz)和工频(50Hz)。由于电流频率不同,加热时感应电流透入深度不同。使用高频时,感应电流透入深度很小(约0.5mm),主要用于小模数齿轮和小轴类零件的表面淬火,使用中频肘,感应电流透入深度(约5---10mm),主要用于中、小模数的齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火;使用超高频时,感应电流透入深度极小,主要用于锯齿、刀刃、薄件的表面淬火;使用工频时,电流透入深度较大(超过10mm),主要用于冷轧辘表面淬火。感应加热表面淬火是表面淬火方法中比较好的一种,因此,受到普遍的重视和广泛应用。与传统热处理相比,它有以下的优点。

①感应加热属于内热源直接加热,热损失小,因此加热速度快,热效率高。

②加热过程中,由于加热时间短,零件表面氧化脱碳少,与其他热处理相比,零件废品率极低。

③感应加热淬火后零件表面的硬度高,心部保持较好的塑性和韧性,呈现低的缺口敏感性,故冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等有很大的提高。

④感应加热设备紧凄,占地面积小,使用简便(即操作方便)。

⑤生产过程清洁,无高温,劳动条件好。

⑥能进行选择性加热。

⑦感应加热表面淬火的机械零件脆性小,同时还能提高零件的力学性能(如屈服点、抗拉强度、疲劳强度),同样经过感应加热表面悴火的钢制零件的悴火硬度也高于普通加热炉的猝火硬度。

⑧感应加热设备可放置在加工生产线上,通过电气参数对过程进行精确的工艺控制。

⑨利用感应加热淬火,可用普通碳素结构钢代替合金结构钢制作零件而不降低零件质量,所以,在某些条件下可以代替工艺复杂的化学热处理。

⑩感应加热不仅应用于零件的表面淬火,还可以用于零件的内孔津火,这是传统热处理所不能达到的。

 

然而,感应加热表面淬火也又其本身的不足。

①设备与淬火工艺匹配比较麻烦,因为电参数常发生变化。

②需要淬火的零件要有一定的感应器与其相对应。

③要求使用专业化强的淬火机床。

④设备维修比较复杂。