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常见问题

金属表面淬火技术

2019-04-10   点击次数:2152次

表面淬火是热处理的一种工艺,仅对零件的表面进行处理,以达到改善零件表面的性能,而保持心部的性能不变。

表面淬火是利用金属固态相变,通过快速加热方法对零件表面进行淬火。

表面淬火是提高零件承受一定冲击负荷、抵抗磨损和抵抗疲劳的有效方法。

    一、感应加热表面淬火

       1、什麽叫感应加热表面淬火

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,尔后急冷的淬火方法

   2、感应加热表面淬火使用的频率

可分为:

超高频(27MHZ)、高频(200—250KHZ)、超音频(20-100KHZ)、中频(2500—8000HZ)和工频(50HZ);

由于电流频率不同,其加热感应电流透入深度亦不同。

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;

使用高频时,感应电流透入深度很小(约0.5㎜),主要用于小模数齿轮和小轴类零件的表面淬火;

使用超音频时,感应电流透入深度适中(约1-3㎜),主要用于中、小模数齿轮、凸轮轴、小轴类零件的表面淬火;

使用中频时,感应电流透入深度(约5--10㎜),主要用于中、小模数齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火;

使用工频时,感应电流透入深度极大(超过10㎜),主要用于冷轧辊表面淬火。

  3、感应加热表面淬火的分类方法

表面淬火的方法很多,可有不同的分类方法:

    A、根据加热时所具有的供热方法

可分为:感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液加热表面淬火、电接触加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。

   B、根据能量密度

可分为:较低能量密度加热和高能量密度加热。

较低能量密度加热包括感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液加热表面淬火;

高能量密度加热包括电接触加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。

     C、根据能量来源

可分为:内热源加热和外热源加热。

内热源加热包括感应加热表面淬火、脉冲电流感应加热表面淬火;

外热源加热包括火焰加热表面淬火、盐(铅)浴加热表面淬火、电解液加热表面淬火、电接触加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。

二、感应加热基本原理

感应加热是将零件置于感应器内(感应线圈内),当有一定的电流频率的交流电通过感应器(感应线圈)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。

三、感应加热表面淬火的优点

 感应加热表面淬火是表面淬火方法中比较好的一种方法,与传统热处理相比,有以下优点:

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,与其它热处理相比,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、感应加热设备紧凑,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淬火的钢质零件的淬火硬度,也高于普通加热炉的淬火硬度。

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淬火,这是传统热处理所不能达到的。

感应加热表面淬火也有其本身的不足:

1、  设备与淬火工艺匹配比较麻烦,因电参数常发生变化。

2、  需淬火的零件要有一定的感应器与其相对应。

3、  设备维修比较复杂。