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熱處理分享知識(shí)3:高頻淬火的應(yīng)用

作者:admin    來(lái)源:未知    發(fā)布時(shí)間:2021-01-31 07:50    

揚(yáng)州竹佑熱處理有限公司(www.jianfengsh.com)高頻淬火多數(shù)用于工業(yè)金屬零件表面淬火,將線圈通以高頻電流,產(chǎn)生高頻磁場(chǎng),在鐵磁性材料中產(chǎn)生感生電流,由于趨膚效應(yīng),感生電流聚積于材料的表面產(chǎn)生熱,達(dá)到相變溫度。激冷達(dá)到淬火目的。

     感應(yīng)加熱與其它加熱爐傳導(dǎo)、對(duì)流或輻射使工件到達(dá)加熱溫度相比,它具有完全不同的加熱原理。其基本原理是:把加熱材料(即工件)置于通有交流電流的線圈內(nèi),由于交變磁場(chǎng)的作用工件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),在感生電勢(shì)的作用下工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流,依靠這些渦流的能量達(dá)到加熱目的。

     感應(yīng)加熱設(shè)備,即對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱,以進(jìn)行表面淬火的設(shè)備。感應(yīng)加熱的原理:工件放到感應(yīng)器內(nèi),感應(yīng)器一般是輸入中頻或高頻交流電 (1000-300000Hz或更高)的空心銅管。產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流,這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的,在表面強(qiáng),而在內(nèi)部很弱,到心部接近于0,利用這個(gè)趨膚效應(yīng),可使工件表面迅速加熱,在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到800-1000ºC,而心部溫度變化很小。

詞語(yǔ)解釋

感應(yīng)加熱頻率的選擇:根據(jù)熱處理及加熱深度的要求選擇頻率,頻率越高加熱的深度越淺。

一、高頻(10KHZ以上)加熱的深度為0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加熱,如小模數(shù)齒輪及中小軸類零件等。  

二、中頻(1~10KHZ)加熱深度為2-10mm,一般用于直徑大的軸類和大中模數(shù)的齒輪加熱?! ?/p>

三、工頻(50HZ)加熱淬硬層深度為10-20mm,一般用于較大尺寸零件的透熱,大直徑零件(直徑300mm以上,如軋輥等)的表面淬火。  

      感應(yīng)加熱淬火表層淬硬層的深度,取決于交流電的頻率,一般是頻率高加熱深度淺,淬硬層深度也就淺。頻率f與加熱深度δ的關(guān)系,有如下經(jīng)驗(yàn)公式:δ=20/√f(20°C);δ=500/√f(800°C)?! ?/p>

式中:f為頻率,單位為Hz;δ為加熱深度,單位為毫米(mm)?! ?/p>

感應(yīng)加熱表面淬火具有表面質(zhì)量好,脆性小,淬火表面不易氧化脫碳,變形小等優(yōu)點(diǎn),所以感應(yīng)加熱設(shè)備在金屬表面熱處理中得到了廣泛應(yīng)用。

感應(yīng)加熱設(shè)備是產(chǎn)生特定頻率感應(yīng)電流,進(jìn)行感應(yīng)加熱及表面淬火處理的設(shè)備。

感應(yīng)加熱表面淬火的應(yīng)用

一、應(yīng)用

  承受扭轉(zhuǎn)、彎曲等交變負(fù)荷作用的工件,要求表面層承受比心部更高的應(yīng)力或耐磨性,需對(duì)工件表面提出強(qiáng)化要求,適于含碳量We=0.40~0.50%鋼材。

二、工藝方法

快速加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合。

通過(guò)快速加熱使待加工鋼件表面達(dá)到淬火溫度,不等熱量傳到中心即迅速冷卻,僅使表層淬硬為馬氏體,中心仍為未淬火的原來(lái)塑性、韌性較好的退火(或正火及調(diào)質(zhì))組織。

三、主要方法

  感應(yīng)加熱表面淬火(高頻、中頻、工頻),火焰加熱表面淬火,電接觸加熱表面淬火,電解液加熱表面淬火,激光加熱表面淬火,電子束加熱表面淬火。

表面淬火原理

(一)基本原理:

  將工件放在用空心銅管繞成的感應(yīng)器內(nèi),通入中頻或高頻交流電后,在工件表面形成同頻率的的感應(yīng)電流,將零件表面迅速加熱(幾秒鐘內(nèi)即可升溫800~1000度,心部仍接近室溫)后立即噴水冷卻(或浸油淬火),使工件表面層淬硬。

(二)加熱頻率的選用

室溫時(shí)感應(yīng)電流流入工件表層的深度δ(mm)與電流頻率f(HZ)的關(guān)系為:頻率升高,電流透入深度降低,淬透層降低?! 〕S玫碾娏黝l率有:  

1、 高頻加熱:100~500KHZ,常用200~300KHZ,為電子管式高頻加熱,淬硬層深為0.5~2.5mm,適于中小型零件。  

2、中頻加熱:電流頻率為500~10000HZ,常用2500~8000HZ,電源設(shè)備為機(jī)械式中頻加熱裝置或可控硅中頻發(fā)生器。淬硬層深度2~10 mm。適于較大直徑的軸類、中大齒輪等?! ?、工頻加熱:電流頻率為50HZ。采用機(jī)械式工頻加熱電源設(shè)備,淬硬層深可達(dá)10~20mm,適于大直徑工件的表面淬火。
 

三)、感應(yīng)加熱表面淬火的應(yīng)用:

與普通加熱淬火比較具有:

1、加熱速度極快,可擴(kuò)大A體轉(zhuǎn)變溫度范圍,縮短轉(zhuǎn)變時(shí)間?! ?/p>

2、淬火后工件表層可得到極細(xì)的隱晶馬氏體,硬度稍高(2~3HRC)。脆性較低及較高疲勞強(qiáng)度?! ?/p>

3、經(jīng)該工藝處理的工件不易氧化脫碳,甚至有些工件處理后可直接裝配使用?! ?/p>

4、淬硬層深,易于控制操作,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,自動(dòng)化。 

四、火焰表面加熱淬火 

      適于中碳鋼35、45鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr及65Mn、灰口鑄鐵、合金鑄鐵的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤氣-氧混合氣燃燒的火焰噴射快速加熱工件。工件表面達(dá)到淬火溫度后,立即噴水冷卻。淬硬層深度為2~6mm,否則會(huì)引起工件表面嚴(yán)重過(guò)熱及變形開裂。揚(yáng)州竹佑熱處理有限公司(www.jianfengsh.com

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