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        用感應電流使工件局部加熱的表面熱處理工藝。這種熱處理工藝常用於表面淬火?也可用於局部退火或回火?有時也用於整體淬火和回火。20世紀30年代初?美國?蘇聯(lián)先后開始應用感應加熱方法對零件進行表面淬火。隨著工業(yè)的發(fā)展?感應加熱熱處理技術不斷改進?應用范圍也不斷擴大。
 

         基本原理 將工件放入感應器(線圈)內(圖1 感應加熱原理 )?當感應器中通入一定頻率的交變電流時?周圍即?生交變磁場。交變磁場的電磁感應作用使工件內?生封閉的感應電流──渦流。感應電流在工件截面上的分布很不均勻?工件表層電流密度很高?向內逐漸減小(圖2 沿工件截面的電流密度分布 )?這種現(xiàn)象稱為集膚效應。工件表層高密度電流的電能轉變?yōu)闊崮?使表層的溫度?N高?即實現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高?工件表層與內部的電流密度差則越大?加熱層越薄。在加熱層溫度超過鋼的臨界點溫度后迅速冷卻?即可實現(xiàn)表面淬火。
 

         分類 根據交變電流的頻率高低?可將感應加熱熱處理分為超高頻?高頻?超音頻?中頻?工頻 5類。①超高頻感應加熱熱處理所用的電流頻率高達27兆赫?加熱層極薄?僅約0.15毫米?可用於圓盤鋸等形狀復雜工件的薄層表面淬火。②高頻感應加熱熱處理所用的電流頻率通常為200～300千赫?加熱層深度為0.5～2毫米?可用於齒輪?汽缸套?凸輪?軸等零件的表面淬火。③超音頻感應加熱熱處理所用的電流頻率一般為20～30千赫?用超音頻感應電流對小模數齒輪加熱?加熱層大致沿齒廓分布?粹火后使用性能較好。④中頻感應加熱熱處理所用的電流頻率一般為2.5～10千赫?加熱層深度為2～8毫米?多用於大模數齒輪?直徑較大的軸類和冷軋輥等工件的表面淬火。⑤工頻感應加熱熱處理所用的電流頻率為50～60赫?加熱層深度為10～15毫米?可用於大型工件的表面淬火。(見彩圖 差溫爐淬火 ? 600毫米直徑冷軋輥工頻感應加熱淬火 ? 大型鑄鋼件的熱處理爐 ? 真空淬火爐 )
 

         特點和應用 感應加熱的主要優(yōu)點是?①不必整體加熱?工件變形小?電能消耗小。②無公害。③加熱速度快?工件表面氧化脫碳較輕。④表面淬硬層可根據需要進行調整?易於控制。⑤加熱設備可以安裝在機械加工生?線上?易於實現(xiàn)機械化和自動化?便於管理?且可減少運輸?節(jié)約人力?提高生?效率。⑥淬硬層馬氏體組織較細?硬度?強度?韌性都較高。⑦表面淬火后工件表層有較大壓縮內應力?工件抗疲勞破斷能力較高。
 

         感應加熱熱處理也有一些缺點。與火焰淬火相比?感應加熱設備較復雜?而且適應性較差?對某些形狀復雜的工件難以保證質量。
 

         感應加熱廣泛用於齒輪?軸?曲軸?凸輪?軋輥等工件的表面淬火?目的是提高這些工件的耐磨性和抗疲勞破斷的能力。汽車后半軸?裼酶杏?尤缺礱媧慊皓o設計載荷下的疲勞循環(huán)次數比用調質處理約提高10倍。感應加熱表面淬火的工件材料一般為中碳鋼。為適應某些工件的特殊需要?已研?出供感應加熱表面淬火專用的低淬透性鋼。高碳鋼和鑄鐵?造的工件也可?裼酶杏?尤缺礱媧慊?。淬冷綑┦常用?蚋叻腫泳酆銜鎪?芤骸
 

         設備 感應加熱熱處理的設備主要由電源設備?淬火機床和感應器組成。
 

         電源設備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。高頻電流電源設備有電子管高頻發(fā)生器和可控硅變頻器兩種。中頻電流電源設備是發(fā)電機組。一般電源設備只能輸出一種頻率的電流?有些設備可以改變電流頻率?也可以直接用50赫的工頻電流進行感應加熱。
 

         電源設備的選擇與工件要求的加熱層深度有關。加熱層深的工件?應使用電流頻率較低的電源設備?加熱層淺的工件?應使用電流頻率較高的電源設備。選擇電源設備的另一條件是設備功率。加熱表面面積增大?需要的電源功率相應加大。當加熱表面面積過大時或電源功率不足時?可?裼昧??尤鵲姆椒īo使工件和感應器相對移動?前邊加熱?后邊冷卻。但最好還是對整個加熱表面一次加熱。這樣可以利用工件心部?熱使淬硬的表層回火?從而使工藝簡化?還可節(jié)約電能。
 

         感應加熱淬火機床的主要作用是使工件定位并進行必要的運動。此外還應附有提供淬火介質的裝置。淬火機床可分為標?駛?埠妥ㄓ沒?博o前者適用於一般工件?后者適用於大量生?的復雜工件。
 

         進行感應加熱熱處理時?為保證熱處理質量和提高熱效率?必須根據工件的形狀和要求?設計?造結構適當的感應器。常用的感應器有外表面加熱感應器?內孔加熱感應器?平面加熱感應器等(圖3 常用的高頻感應器 )。對於變截面軸類零件?可?裼冒肴π胃杏ζ鰻o利用橫向磁場加熱。根據加熱方法?感應器又可分為同時加熱用感應器和連續(xù)加熱用感應器。為了提高生?效率?對小型工件還可以設計能對多個工件同時加熱的感應器。為了提高小孔和平面加熱感應器的熱效率和獲得理想的加熱輪廓?可在感應器上安裝導磁體?以使電流分布合理。