感应淬火与火焰淬火的区别及优势

感应淬火与火焰淬火的区别及优势

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、40Mn B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

感应加热类型常用频率

一般淬硬层深

度／mm

应用范围

高频200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件

中频1～10kHz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮

超音频30～36kHz 淬硬层能沿工

件轮廓分

中小模数齿轮

工频50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径零件如轧辊、火车车轮的表面淬

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含碳量% 热处理方法扭转弯曲疲劳强度

0.33 高频表面淬火600

0.33 火焰表面淬火350

0.33 电炉内整体加热淬火90

0.41 高频表面淬火600

0.41 电炉内整体加热淬火 110

0.41 正火130

0.63 高频表面淬火 360

0.63 火焰表面淬火390

0.63 电炉内整体加热淬火150

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