高頻淬火設(shè)備快速加熱的原理是什么

好像現(xiàn)在隨便在車間抓一個人，十個里面有九個都知道高頻淬火設(shè)備，但是真正知道高頻設(shè)備加熱原理的，我相信在這十個人里面有2、3就不錯了。今天就來給大家講講這個高頻設(shè)備快速加熱的基本原理包括：快速加熱的物理原理和快速加熱時的金屬學(xué)原理兩部分。

感應(yīng)加熱是金屬快速加熱的方法之一。它能夠使用很高的能流密度，使工件迅速加熱到熱處理或者透熱鍛造溫度。這種加熱方法具有很高的熱能利用率，在工業(yè)身纏中得到比較廣泛地應(yīng)用。

高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的基本電路由交流電源G、電容器C、感應(yīng)線圈L和被加熱的鋼材M等部分組成。可以認(rèn)為，它是一個由電感和電容組成的振蕩電路，加熱鋼材所消耗的能量由交流電源進(jìn)行補(bǔ)償。

車床變速箱撥叉齒輪采用超音頻淬火電源進(jìn)行熱處理的工藝分析

車床變速箱撥叉齒輪的模數(shù)為6mm，材料為38CrMoA1A鋼。熱處理技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)硬度為250-280HBW。為滿足此要求，不少廠家采用超音頻淬火電源進(jìn)行熱處理，效果良好。

（1）工藝流程 調(diào)質(zhì)一粗加工一高溫時效一精加工一氣體滲氮一精加工一成品。

（2）熱處理工藝

1）調(diào)質(zhì)處理。采用超音頻淬火電源進(jìn)行，淬火工藝：930-950℃，淬油；高溫回火工藝：630-650℃，油冷。

2）高溫時效。同樣采用超音頻淬火電源進(jìn)行，加熱溫度為560℃，空冷。

不少廠家采用上述工藝進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出來的齒輪硬度達(dá)到250-280HBW，滿足了工作的需要。更好的是此工藝適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)，可以大大提高工人的生產(chǎn)效率。

大型彈簧鋼片采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理的工藝分析

大型彈簧鋼片的材料為厚度3mm的65Mn熱軋彈簧鋼板，其化學(xué)成分以及金相組織符合設(shè)計要求，熱處理后硬度在43-48HRC，平面度≤0.7mm，脫碳層≤0.3mm，表面無裂紋等外觀缺陷。2、淬火冷卻介質(zhì)不凈（有雜質(zhì)）或使用溫度過高，為此，我們應(yīng)保持淬火冷卻介質(zhì)的清潔，合理降溫。為滿足上述要求，采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行熱處理，效果良好。

根據(jù)65Mn具有良好淬透性的特點，厚度3mm的薄板采用油冷即可獲得要求的硬度和組織性能。查看電源、淬火機(jī)床冷卻水路冷卻系統(tǒng)有無漏水、堵塞現(xiàn)象、流量有無異常、水壓、溫度是否在正常范圍等特別是增壓泵供感應(yīng)器冷卻的水路更要認(rèn)真檢查否則零件加熱時輕者燒斷感應(yīng)器,重者損壞電源。淬火采用超音頻感應(yīng)淬火設(shè)備進(jìn)行，用4t的淬火壓床噴油冷卻，硬度高達(dá)63HRC，再進(jìn)行加熱回火。但由于該鋼片的φ466mm的外邊緣與φ17mm孔之間、φ112mm圓周與φ13mm孔之間冷卻先于其他部位，因此是淬火應(yīng)力集中的部位，冷卻后的畸變很大（呈S形），在350-380℃回火壓緊過程中，上述部位出現(xiàn)裂紋。

分析裂紋產(chǎn)生的具體情況：①首先為機(jī)械加工應(yīng)力的影響，φ17mm、φ13mm孔均是在熱處理以前已經(jīng)沖出，在粗磨過程中磨削量過大，兩面在磨削過程中均存在較大的機(jī)械加工應(yīng)力，熱處理前未及時消除。（1）工藝流程調(diào)質(zhì)一粗加工一高溫時效一精加工一氣體滲氮一精加工一成品。②熱應(yīng)力的影響，該鋼具有過熱敏感性，淬火過程中產(chǎn)生較大的淬火應(yīng)力，脆性增加，要消除淬火后產(chǎn)生的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力，必須及時回火以降低硬度和脆性，提高彈性極限、塑性和韌性等，同時該鋼具有第二類回火脆性，應(yīng)在回火結(jié)束后快冷，對其進(jìn)行400-450℃的回火，是為了滿足顯微組織和硬度的需要，而此時已經(jīng)將引起鋼片微塑變的主要因素消除或明顯減弱。

為了獲得要求的硬度、組織、變形量，對粗磨后的鋼片增加500-600℃的一邊高溫回火，其目的是消除磨削時存在的加工應(yīng)力；2、正確鍛造和進(jìn)行預(yù)備熱處理對高合金工具鋼，鍛造工藝的正確執(zhí)行十分重要，鍛造時必須盡可能改善碳化物分布，使之達(dá)到規(guī)定的級別。針對淬火應(yīng)力和脆性大的具體情況，將淬火加熱溫度降低10℃左右，采用4t壓床噴油冷卻，減小淬火應(yīng)力；提高回火溫度，加快其組織轉(zhuǎn)變的速度以及提高回火后的冷卻速度；以及改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)等。

感應(yīng)加熱表面淬火常見的缺陷分析以預(yù)防方法

1.硬度不足和軟點、軟帶

匯流條之間的距離太大， 調(diào)整匯流條之間的距離為1-3mm。

淬火介質(zhì)中有雜質(zhì)或乳化劑老化 更換淬火介質(zhì)。

冷卻水壓力太低或者冷卻不及時，增加水壓，加熱冷卻水流量，加熱后及時噴水冷卻。 i.零件在感應(yīng)器中位置偏心或零件彎曲嚴(yán)重 調(diào)整兩件或感應(yīng)器的相對位置，是個邊間隙相等；若是零件彎曲嚴(yán)重 調(diào)整零件或感應(yīng)器的相對位置，使各邊間隙相等；若是零件彎曲嚴(yán)重，淬火前應(yīng)進(jìn)行矯直處理。此缺陷會大大影響鋼鐵件的正常使用，因此，了解缺陷產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施是非常重要的。

②淬硬層深度不足

a.頻率過高導(dǎo)致渦流透熱深度過淺 太正電參數(shù)，降低感應(yīng)加熱頻率。

b.連續(xù)淬火加熱時零件與感應(yīng)器之間的相對運(yùn)動速度過快 可采用預(yù)熱-加熱淬火。

c.加熱時間過短 可以返淬，單反淬錢應(yīng)進(jìn)行感應(yīng)加熱退火。

③淬硬層剝落 產(chǎn)生的原因是表面淬硬層硬度梯度過大，或是硬化層太淺，表面馬氏體祖師倒是體積膨脹等。應(yīng)對措施是正確調(diào)整電參數(shù)，采用預(yù)熱-加熱淬火，加深過度層深度。

④淬火開裂

a.鋼中碳和錳的含量不應(yīng)超過上限，可在試淬時調(diào)整工藝與參數(shù)，也可調(diào)整淬火介質(zhì)。

b.鋼中夾雜物多，成網(wǎng)狀或成分有偏西或含有害元素多 檢查飛劍術(shù)夾雜物含量或分布狀況，毛坯需進(jìn)行反復(fù)鍛造。

c.傾角處或鍵槽等尖角處加熱時出現(xiàn)瞬間高溫而淬裂中尖角倒圓，淬火前用石棉繩或金屬棒料堵塞溝槽，空洞。

e.淬火介質(zhì)選擇不當(dāng) 改用冷卻能力低的淬火劑。用油，聚乙烯醇水溶液或其他乳化劑作為合金鋼淬火劑。

f.回火不及時或回火不足 淬火后應(yīng)及時回火，淬火和回火之間的停留時間，對于碳鋼和鑄鐵件補(bǔ)一個超過4h，合金鋼不應(yīng)超過0.5h?；鼗鸩蛔銜r，適延長回火時間。

g.材料淬透性偏高 可以選用冷卻速度慢的淬火介質(zhì)。

h.返修件未經(jīng)退火或回火 返修件必須經(jīng)過回火或正火后，才能再次感應(yīng)加熱淬火。

i.零件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理或是技術(shù)要求不當(dāng) 加以設(shè)計部門修改不合理的接受設(shè)計，提出切實可行的工藝要求。