感應(yīng)加熱熱處理是用感應(yīng)電流使工件局部加熱的表面熱處理工藝。將工件放入感應(yīng)器(線圈)內(nèi),當(dāng)感應(yīng)器中通入一定頻率的交變電流時,周圍即產(chǎn)生交變磁場。交變磁場的電磁感應(yīng)作用使工件內(nèi)產(chǎn)生封閉的感應(yīng)電流──渦流。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽贡韺拥臏囟壬?,即實現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高,工件表層與內(nèi)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(jù)交變電流的頻率高低,可將感應(yīng)加熱熱處理分為5類。
①超高頻感應(yīng)加熱熱處理所用的電流頻率高達(dá)27兆赫,加熱層極薄,僅約0.15毫米,可用于圓盤鋸等形狀復(fù)雜工件的薄層表面淬火。
?、诟哳l感應(yīng)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,可用于齒輪、汽缸套、凸輪、軸等零件的表面淬火。
?、鄢纛l感應(yīng)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(yīng)電流對小模數(shù)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(yīng)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,多用于大模數(shù)齒輪、直徑較大的軸類和冷軋輥等工件的表面淬火。
?、莨ゎl感應(yīng)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,可用于大型工件的表面淬火。
感應(yīng)加熱的主要優(yōu)缺點是:
?、俨槐卣w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。
?、鼙砻娲阌矊涌筛鶕?jù)需要進(jìn)行調(diào)整,易于控制。
⑤加熱設(shè)備可以安裝在機(jī)械加工生產(chǎn)線上,易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化,便于管理,且可減少運輸,節(jié)約人力,提高生產(chǎn)效率。
?、薮阌矊玉R氏體組織較細(xì),硬度、強(qiáng)度、韌性都較高。
?、弑砻娲慊鸷蠊ぜ韺佑休^大壓縮內(nèi)應(yīng)力,工件抗疲勞破斷能力較高。
缺點
與火焰淬火相比,感應(yīng)加熱設(shè)備較復(fù)雜,而且適應(yīng)性較差,對某些形狀復(fù)雜的工件難以保證質(zhì)量。
應(yīng)用范圍
感應(yīng)加熱廣泛用于齒輪、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。汽車后半軸采用感應(yīng)加熱表面淬火,設(shè)計載荷下的疲勞循環(huán)次數(shù)比用調(diào)質(zhì)處理約提高10倍。感應(yīng)加熱表面淬火的工件材料一般為中碳鋼。為適應(yīng)某些工件的特殊需要,已研制出供感應(yīng)加熱表面淬火專用的低淬透性鋼。高碳鋼和鑄鐵制造的工件也可采用感應(yīng)加熱表面淬火。淬冷介質(zhì)常用水或高分子聚合物水溶液。