感应淬火的原理

感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺

感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬

感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄

因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。

感应淬火与火焰淬火的区别和优势

表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。

感应淬火：感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产。常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难

表1-1 感应加热种类及应用范围


感应淬火的优点

1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：

2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：

3变形小：

4淬火层深度易于控制：

5淬火时不易氧化和脱碳：

6可采用较便宜的低淬透性钢：

7操作易于实现机械化和自动化,生产率高

8电流频率愈高，淬透层愈薄。

火焰淬火的原理

火焰表面淬火：是用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却

淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。 表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52

这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用 适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等      常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。

碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢最适宜。

常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。

对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5；一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下

表1-2感应淬火、火焰淬火、电炉淬火后碳钢的疲劳强度比较

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