高频淬火原理及应用
线圈通以高频电流,产生高频磁场,在铁磁性材料中产生感生电流,由于趋肤效应,感生电流聚积于材料的表面产生热,达到相变温度。激冷达到淬火目的。感应加热与其它加热炉传导、对流或辐射使工件到达加热温度相比,它具有不同的加热原理。其基本原理是:把加热材料置于通有交流电流的线圈内,由于交变磁场的作用工件内部会产生感应电势,在感生电势的作用下工件内会产生涡流,淬火炉依靠这些涡流的能量达到加热目的。通过热高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火,是使工件表面产生感应电流,迅速加热零件表面,然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备,即对工件进行感应加热,以进行表面淬火的设备。感应加热的原理:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC,而心部温度升高很小。
感应加热表面淬火的应用
一、应用应用应用应用
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、主要方法主要方法主要方法主要方法
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。
基本原理基本原理基本原理基本原理:
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,将零件表面迅速加热后立即喷水冷却,使工件表面层淬硬。
加热频率的选用
室温时感应电流流入工件表层的深度δ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。淬火炉硬层深度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。
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