高频淬火

　　         感应加热频率的选择：根据热处理技术要求及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。 　　高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 　　中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 　　工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm，一般用于较大尺寸零件的透热，大直径零件（直径Ø300mm以上，如轧辊等）的表面淬火。 　　感应加热淬火表层淬硬层的深度，取决于交流电的频率，一般是频率高加热深度浅，淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系，有如下经验公式：δ=20/√f(20°C)；δ=500/√f(800°C)。 　　式中：f为频率，单位为Hz；δ为加热深度，单位为毫米（mm）。 　　感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。 　　感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。

感应加热表面淬火的应用

一、应用

　　承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。

二、工艺方法

　　快速加热与立即淬火冷却相结合。 　　通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。

三、主要方法

　　感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,火焰加热表面淬火，电接触加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。 　　表面淬火原理

(一）基本原理

　　将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面或局部迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000℃，心部仍接近室温）若干秒钟后迅速立即喷(浸)水冷却（或喷浸油冷却)完成浸火工作，使工件表面或局部达到相应的硬度要求。

(二）加热频率的选用

　　室温时感应电流流入工件表层的深度δ（mm）与电流频率f（HZ）的关系为 　　频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。 　　常用的电流频率有： 　　1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～2.5mm，适于中小型零件。 　　2、中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度2～10 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。 　　3、工频加热：电流频率为50HZ。采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达10～20mm，适于大直径工件的表面淬火。

(三）感应加热表面淬火的应用

　　与普通加热淬火比较具有： 　　1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。 　　2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。 　　3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。 　　4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。 　　五、火焰表面加热淬火 　　适于中碳钢35、45钢和中碳合金结构钢40Cr及65Mn、灰口铸铁、合金铸铁的火焰表面淬火。是用乙炔-氧或煤气-氧混合气燃烧的火焰喷射快速加热工件。工件表面达到淬火温度后，立即喷水冷却。淬硬层深度为2～6mm，否则会引起工件表面严重过热及变形开裂。 　　表1 初试工艺及结果 表1 初试工艺及结果

阳压/kV	阳流/A	栅流/A	加热时间/s	冷却介质	淬硬层深度/mm	硬度/HRC	脱碳层深度/mm
11	3	0.6	8	自来水浸淬	3.4-3.9	54	0.15

序号	工艺参数	检测结果
阳压/kV	阳流/A	栅流/A	加热时间/s	冷却介质	淬硬层深度/mm	硬度/HRC	脱碳层深度/mm	裂纹
1	11.0	2.4	0.50	7.0	自来水浸淬	3.2-3.8	54	0.120	发现几条细小裂纹
2	10.5	2.4	0.40	6.5	自来水浸淬	3.2-3.7	55	0.100
3	10.5	2.2	0.35	5.5	自来水浸淬	2.8-3.3	55	0.030
4	10.5	2.2	0.35	5.0	自来水浸淬	2.5-3.1	55	0.005