3高频感应淬火
高频淬火原理及工艺解析
高频淬火含义与原理内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.一、含义高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，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(1000-300000Hz或更高)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800-1000℃，而心部温度升高很小。
二、原理利用电流的集肤效应，在零件表面形成电流进而加热工件，实现心部和表面不同的热处理状态；其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。
分别针对不同的淬硬深度和工件大小。
高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。
高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，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(1000-300000Hz或更高)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，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.。
45钢高频感应淬火后的组织
45钢高频感应淬火后的组织45钢是一种常用的工具钢，具有较高的硬度和耐磨性。
为了进一步提高其性能，常常采用高频感应淬火技术对其进行处理。
高频感应淬火是一种非常有效的热处理方法，可以快速加热和冷却金属材料，从而改善其组织和性能。
在高频感应淬火过程中，首先将45钢加热至临界温度以上，然后迅速冷却。
这种快速冷却的过程可以使钢材的晶粒细化，提高其硬度和强度。
同时，高频感应淬火还可以改变钢材的相结构，使其形成马氏体组织。
马氏体是一种具有较高硬度和耐磨性的组织，能够显著提高钢材的使用寿命和耐磨性能。
经过高频感应淬火处理后的45钢，其组织和性能得到了显著的改善。
首先，钢材的晶粒细化了，晶界的强度得到了提高。
这使得钢材的断裂韧性得到了改善，不易出现脆性断裂现象。
其次，钢材形成了较高的硬度和强度，能够承受更大的载荷。
这对于一些需要耐磨和抗压性能的工具和机械零件来说，非常重要。
除了组织和性能的改善，高频感应淬火还可以提高钢材的耐腐蚀性能。
经过淬火处理后的45钢，表面形成了一层致密的氧化物保护膜。
这层保护膜能够有效防止钢材与外界氧气和水分接触，减少钢材的腐蚀速度。
因此，经过高频感应淬火处理后的45钢在一些恶劣环境下，例如潮湿和酸雨环境下，仍能保持较好的耐蚀性能。
高频感应淬火处理对于45钢的组织和性能改善是非常有效的，但同时也存在一些问题和挑战。
首先，高频感应淬火处理需要较高的设备和能源投入，成本较高。
其次，处理过程中需要控制温度和冷却速度，以避免产生过多的残余应力和变形。
这对设备和工艺的要求较高，需要经验丰富的技术人员进行操作。
综上所述，高频感应淬火是一种非常有效的热处理方法，可以显著改善45钢的组织和性能。
通过晶粒细化和相结构改变，钢材的硬度、强度和耐磨性得到了提高。
同时，高频感应淬火还能够增强钢材的耐腐蚀性能。
然而，高频感应淬火处理也面临着一些挑战和问题，需要进一步研究和改进。
通过不断提高工艺和设备的技术水平，可以更好地利用高频感应淬火技术，提高45钢的性能和应用范围。
(完整版)金属热处理知识点概括
(一)淬火--将钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一段时间，使之奥氏体化后，以大于临界冷速的速度冷却的一种热处理工艺。
淬火目的：提高强度、硬度和耐磨性。
结构钢通过淬火和高温回火后，可以获得较好的强度和塑韧性的配合；弹簧钢通过淬火和中温回火后，可以获得很高的弹性极限；工具钢、轴承钢通过淬火和低温回火后，可以获得高硬度和高耐磨性；对某些特殊合金淬火还会显著提高某些物理性能(如高的铁磁性、热弹性即形状记忆特性等)。
表面淬火--表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。
分类——感应加热表面淬火、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、离子束加热表面淬火、盐浴加热表面淬火、红外线聚焦加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。
单液淬火——将奥氏体化后的钢件投入一种淬火介质中，使之连续冷却至室温(图9-1a线)。
淬火介质可以是水、油、空气(静止空气或风)或喷雾等。
双液淬火——双液淬火方法是将奥氏体化后的钢件先投人水中快冷至接近MS点，然后立即转移至油中较慢冷却(图9-1b线)。
分级淬火——将奥氏体化后的钢件先投入温度约为MS点的熔盐或熔碱中等温保持一定时间，待钢件内外温度一致后再移置于空气或油中冷却，这就是分级淬火等温淬火--奥氏体化后淬入温度稍高于Ms点的冷却介质中等温保持使钢发生下贝氏体相变的淬火硬化热处理工艺。
等温淬火与分级淬火的区别是：分级淬火的最后组织中没有贝氏体而等温淬火组织中有贝氏体。
根据等温温度不同，等温淬火得到的组织是下贝氏体、下贝氏体+马氏体以及残余奥氏体等混合组织。
(二)回火--将淬火后的钢/铁，在AC1以下加热、保温后冷却下来的金属热处理工艺。
回火的目的：为了稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑性和韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。
高频淬火有效长度
高频淬火有效长度
高频淬火有效长度是指在高频淬火过程中，工件表面被加热到临界温度以上的淬火区域的长度。
这个长度取决于多个因素，包括工件的尺寸、形状、材料以及淬火设备的参数。
在高频淬火中，工件表面被感应加热到临界温度以上，然后迅速冷却以产生所需的淬火效果。
淬火区域的长度取决于感应加热的深度和冷却速度。
感应加热的深度取决于高频电磁场的频率和功率，以及工件的导电性。
冷却速度则取决于淬火介质的性质和冷却方式。
一般来说，高频淬火的有效长度通常比较短，因为高频电磁场主要集中在工件表面附近。
如果需要淬火整个工件，可能需要采取多次淬火或者其他淬火方法。
需要注意的是，高频淬火的有效长度也可能受到工件表面的保护层或涂层的影响。
这些保护层可能会减弱高频电磁场的渗透深度，从而影响淬火的效果和有效长度。
因此，确定高频淬火的有效长度需要考虑多个因素，并根据具体情况进行实际测试和分析。
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高频淬火设备用于钢铁感应热处理工艺的分析
高频淬火设备用于钢铁感应热处理工艺的分析一、钢件感应淬火后的表面硬度为什么比普通淬火的高？钢件感应淬火后的表面硬度比普通淬火高，这是钢感应淬火的特点,有时称之为超硬现象。
其机理有多种解释：一种解释是感应加热时间短，缺乏奥氏体晶粒长大的条件，造成淬火钢的细晶粒；另一种解释是感应淬火时时冷却速印速度特高，，在淬火表面层中存在很大的残留压应力。
因此，提高了表面硬度。
把经过高频淬火设备淬火的方钢切断，再与切断前的硬度相比，切断后的硬度平均均降低2HRC以上，证明了残留压应力去除后硬度会降低。
另一种可解释残留留压应力导致表面硬度增高的论据是：感应淬火钢在低温回火时，其硬度下降比普通淬火的多。
二、感应淬火常见加热方法有哪几种？如何选用？由于加热零件的形状不同，淬硬区面积不同，必须采用多种相适应的工艺来操作，原则上分为两大类：(1)同时加热淬火将整个淬硬区同时加热，停止加热后同时进行冷却，在加热过程中零件和感应器的相对位置不变。
同时加热法在应用中又可分为零件旋转或不旋转，冷却方式又可分为落入喷水器中或感应器喷液两种。
从提高发电机利用系数角度出发(一台发电机供应多台淬火机除外)，同时加热后零件落人喷水器中，生产率及发电机利用系数均比感应器喷液方式为高。
(2）扫描淬火常简称连续淬火。
此法只是将需淬火区域中的一部分进行同肆加热，通过感应器与加热零件间的相对运动，把加热区逐步移到冷却位置。
扫描淬火也可分为零件不转（如机床导轨淬火）和旋转（如圆柱形长轴）两种。
此外，还有扫描圆周淬火，如大凸轮的外圆轮廓淬火；扫描平面淬火，如平圆锉板表面淬火，也是属于扫描淬火的范畴。
扫描淬火适用于需加热大的表面面积而电源设备功率不够的情况。
大量生产经验表明，同时加热法在电源功率相同情况下，零件生产率比扫描淬火法为高，淬火设备占地面积则相应减少。
对于有阶梯的轴类零件，扫描淬火时，从大直径到小直径阶梯处由于感应器电磁场偏移，常有一段加热不足的过渡区，使淬硬层在轴的全长上不连续。
高频淬火和普通淬火应用场合
高频淬火和普通淬火应用场合
高频淬火和普通淬火的应用场合因具体需求和工件特性而异。
高频淬火通常适用于表面耐磨性要求高、硬度要求较高的工件。
在汽车工业中，发动机零件如曲轴、凸轮轴等需要高硬度和耐磨性，高频感应加热淬火被广泛用于这些零件的处理。
在机械制造中，大型齿轮、轴类零件需要淬硬层较深，中频感应加热淬火成为重要的工艺。
在航空航天领域，飞机引擎零件、陀螺仪零件等对硬度和耐磨性要求严格，高频与中频淬火技术有广泛应用。
普通淬火则适用于对表面硬度要求不高，但需要整体淬硬的工件。
在能源领域，石油、天然气开采中的钻头、管道以及核电设备零件等，也借助这些技术提高耐磨性。
在医疗器械中，手术器械、种植物件需要表面硬度，以确保安全和长寿命。
在电子行业中，电机、变压器、感应加热设备等需要使用高频感应加热淬火以提高性能。
总之，高频淬火和普通淬火的应用场合因具体需求和工件特性而异，需要根据实际情况进行选择。
什么是高频淬火、中频淬火以及两者有什么不同
淬火设备在我们的生活中应用是越来越广泛了，很多我们常用的物品都需要通过高频淬火，比如：斧子、菜刀、汽车上的配件，甚至是金银首饰也需要用到淬火原理，那么你了解淬火吗？你知道什么是高频淬火？什么是中频淬火？你可以区分开高频淬火和中频淬火吗？下面一起来看看吧。
什么是高频淬火？高频淬火绝大多数是用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。
什么是中频淬火？中频淬火是将金属件放在一个感应线圈内，感应线圈通交流电，产生交变电磁场，在金属件内感应出交变电流，由于趋肤效应，电流主要集中在金属件表面，所以表面的温度也高，在感应线圈下面紧跟着喷水冷却或其他冷却，由于加热及冷却主要集中在表面，所以表面改性很明显，而内部改性基本没有，可以有很特殊的热处理效果。
高频淬火和中频淬火有什么区别？在了解区别前先了解一下它们的相同性。
郑州星川感应技术有限公司介绍：高频淬火和中频淬火都属于表面热处理技术的一种，都是利用高频率(或中频率、工频)的感应电流，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。
高频淬火和中频淬火的工作原理一样，都是感应加热原理：即工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电(1000-300000Hz或更高)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800-1000℃，而心部温度升高很小。
不过加热过程中，感应电流在工件中的分布是不均匀的，不同的电流频率产生的加热效果也是不同的，那么，高频淬火和中频淬火的区别就来了：1、高频淬火电流频率在100～500 kHz淬硬层浅(1.5~2mm)高频淬火后的优势：硬度高，工件不易氧化，变形小，淬火质量好，生产效率高高频淬火适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类(所用材料为45号钢、40Cr)2、中频淬火电流频率在500～10000 Hz淬硬层较深(3~5mm)中频淬火适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等(所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨简而言之，高频淬火和中频淬火的一大明显区别就是加热厚度的不同，高频淬火可以短时间的表层淬硬，晶体组织很细，结构变形小，而中频表面应力比高频的要小。
感应加热淬火设备作业指导书
感应加热淬火设备作业指导书1目的为贯彻公司职业健康安全方针、环境方针，有效的进行安全生产并控制污染物的产生和排放，保护环境，特制定本作业指导书。
2适用范围本指导书适用于热处理厂工频、中频、高频感应加热设备及淬火机床的操作。
3总则3.1操作者必须熟悉感应加热设备的性能，掌握本指导书的全部内容经过专门培训I、经过考试合格取得上岗证后，才能操作设备。
3.2经过医生检查，确定无防碍工作疾病后才能工作。
3.3在进行高频作业时要防止电磁辐射对人体的危害，经常榴醐躁置是否完备可靠。
3.4在进行中频作业时，关闭中频电机房，降低噪音对人体危害。
3.5工件表面油冷、淬火时造成油烟，要打开风机排出厂房外。
3.6清理检修和润滑设备时，要防止废油溅入下水管道中，造成环境污染。
3.7工作时按规定穿戴劳动用品。
4操作规程4.1 工频淬火机床操作规程4.1.1开动设备前，必须检查各手柄位置是否正确，操纵是否灵活，安全限位开关是否可靠，两台回水泵施工正常。
4.1.2按润滑图表规定对机床进行润滑。
机床变速箱要求每季度更换40工机械油一次，其它润滑点在每次开动设备前或设备运行中手动注40.机械油，保持所有馨≡≡⅛lWo4.1.3装卡工件后，应使抱滚夹紧工件表面，不允许工件有较大的晃动。
发现手柄失灵或不能移动所需位置时，应先检查（或通知机修部门检查），不得用脚或其它的物件强力搬动。
4.1.4严禁在上、下活动托盘上堆放任何物品。
4.1.5设备在运行时，操作者不得离开工作岗位，应经常注意各部位有无异音、异味、发热和振动现象，发现故障应立即停止操作，及时排除，自己不能排除的，应通知维修工人处理。
4. 1.6感应器中必须在有工件时，才能通电。
4.7.7必须遵守安全用电规则，通知电工进行停送电工作。
送电时，先合上变压器隔离开关，然后再合上高压油开关，在投入适当的电容器，进行工作。
停止作业时先停油开关，再断开隔离开关，再断开电容器。
4.7.8作业完毕后，要清扫设备，保持清洁。
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实验三高频感应淬火
一、实验目的
1、了解感应加热的原理；
2、掌握高频感应加热淬火的方法；
3、了解电流透入深度与及电流频率之间的关系；
4、熟悉硬度试验机的基本原理和操作方法。
二、实验原理
1、电磁感应：当感应线圈通以交流电时，在感应线圈的内部和周围同时产生与电流频率相同的交变磁场，将工件置于高频感应线圈内，受电流交变磁场的作用，在工件内相应地产生感应电流，这种感应电流在金属工件内自行闭合，称为涡流。
工件中感应出来的涡流方向，在每一瞬时和感应线圈中的电流方向相反。
涡流强度取决于感应电动势及工件涡流回路的电抗。
2、表面效应：涡流强度随高频电磁场强度由工件表面向内层逐渐减小而相应减小的规律，也称为集肤效应。
工程规定，当涡流强度从表面向内层降低到表面最大涡流强度的36.8%时，由该处到表面的距离∆称为电流透入深度。
3、组织分布：工件经感应加热淬火后的金相组织与加热温度沿截面分布有关，一般可分为淬硬层、过渡层及心部组织三部分。
如果加热层较深，在淬硬层中存在马氏体+贝氏体或马氏体+贝氏体+屈氏体+少量铁素体混合组织。
三、实验材料及设备
1.45钢、T10钢、40Cr试样若干，淬火介质（水），砂纸，刻度尺等
2.高频感应加热设备、洛氏硬度计、砂轮机和预磨机、金相显微镜等
四、实验操作过程
1、接通高频感应加热设备电源，接通冷却水，选择规定参数
2、将45钢、T10钢、40Cr试样放入感应器中加热(由加热时间进行控制)
3、加热完毕后，快速水淬，水温应在10～30℃之间；
4、淬火后的试样依次用砂轮机、预磨机磨去外层氧化皮，打磨光亮，；
5、测定试样的表面硬度值和不同深度位置的洛氏硬度，分析其变化规律。
6、磨制金相试样，观察各淬火介质所对应的显微组织（选做）。
四、实验内容及数据处理
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2、绘制出试样的硬度分布曲线。
五、思考题
1、实验过程中应该有哪些注意事项？
2、分析导致淬火后试样外层硬度偏低的人为因素？。