感應(yīng)加熱表面熱處理

感應(yīng)加熱表面淬火具有表面質(zhì)量好，脆性小，淬火表面不易氧化脫碳，變形小等優(yōu)點(diǎn)，所以感應(yīng)加熱設(shè)備在金屬表面熱處理中得到了廣泛應(yīng)用。

感應(yīng)加熱表面熱處理感應(yīng)加熱設(shè)備

感應(yīng)加熱設(shè)備是產(chǎn)生特定頻率感應(yīng)電流，進(jìn)行感應(yīng)加熱及表面淬火處理的設(shè)備。

感應(yīng)加熱表面熱處理表面淬火

將工件放在用空心銅管繞成的感應(yīng)器內(nèi)，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應(yīng)電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內(nèi)即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火)，使工件表面層淬硬。

與普通加熱淬火比較感應(yīng)加熱表面淬火具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、加熱速度極快，可擴(kuò)大A體轉(zhuǎn)變溫度范圍，縮短轉(zhuǎn)變時(shí)間。

2、淬火后工件表層可得到極細(xì)的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強(qiáng)度。

3、經(jīng)該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理后可直接裝配使用。

4、淬硬層深，易于控制操作，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化 。

適于感應(yīng)加熱的熱處理過(guò)程應(yīng)充分利用這些特性，并按下列步驟設(shè)計(jì)出完整的設(shè)備。

首先，工藝要求必須與感應(yīng)加熱的基本特性相符。本章將敘述工件中的電磁效應(yīng)、合成電流的分布和吸收的功率。根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的加熱效應(yīng)和溫度效應(yīng)，以及在不同的頻率，不同的金屬和工件形狀下，溫度的分布狀況等這些知識(shí)，使用者和設(shè)計(jì)者，即可根據(jù)技術(shù)條件的要求決定其棄取。

第二，感應(yīng)加熱的具體形式，必須按是否符合技術(shù)條件的要求而確定，還應(yīng)廣泛掌握應(yīng)用和發(fā)展情況，感應(yīng)加熱主要的應(yīng)用趨勢(shì)。

第三，感應(yīng)加熱的適宜性和最好的使用方法確定之后，便可設(shè)計(jì)出感應(yīng)器和供電系統(tǒng)。

感應(yīng)加熱中的許多問(wèn)題，與工程上的一些基本感性知識(shí)很相似，一般都是來(lái)源于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。也可以這樣說(shuō)，如果沒(méi)有對(duì)于感應(yīng)器形狀、電源頻率和受熱金屬熱工性能的正確理解，就不可能設(shè)計(jì)出感應(yīng)加熱器或系統(tǒng)。

感應(yīng)加熱的作用，在不可見(jiàn)的磁場(chǎng)影響下，與火焰淬火是一樣的。例如，由高頻發(fā)生器產(chǎn)生的較高頻率（200000赫以上），一般能產(chǎn)生劇烈、快速和局部性的熱源，相當(dāng)于小而集中的高溫氣體火焰的作用。反之，中頻（1000赫及10000赫）的加熱效果，比較分散和緩慢，熱量穿透較深，與比較大的和開(kāi)闊的氣體火焰相似 。

感應(yīng)加熱是一種相當(dāng)新的工藝，它之所以獲得應(yīng)用，主要是由于它獨(dú)特的性能。當(dāng)迅速變化的電流流過(guò)金屬工件時(shí)，便產(chǎn)生集膚效應(yīng)，它使電流集中于工件表層，在金屬表層上產(chǎn)生一個(gè)選擇性很高的熱源。法拉弟發(fā)現(xiàn)了集膚效應(yīng)的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)這個(gè)值得注意的現(xiàn)象。他也是感應(yīng)加熱的奠基者。感應(yīng)加熱不要求外部熱源，而是利用受熱工件自身作為熱源，這個(gè)方法也不要求工件與能源即感應(yīng)線圈接觸。其他的性能，包括可以根據(jù)頻率選擇不同的加熱深度，根據(jù)線圈耦合設(shè)計(jì)而得到精確的局部加熱，以及很高的功率密集度，或者說(shuō)很高的功率密度。

感應(yīng)加熱表面淬火是利用電磁感應(yīng)原理，在工件表面層產(chǎn)生密度很高的感應(yīng)電流，迅速加熱至奧氏體狀態(tài)，隨后快速冷卻得到馬氏體組織的淬火方法，。當(dāng)感應(yīng)圈中通過(guò)一定頻率的交流電時(shí)，在其內(nèi)外將產(chǎn)生與電流變化頻率相同的交變磁場(chǎng)。金屬工件放入感應(yīng)圈內(nèi)，在磁場(chǎng)作用下，工件內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生與感應(yīng)圈頻率相同而方向相反的感應(yīng)電流。由于感應(yīng)電流沿工件表面形成封閉回路，通常稱(chēng)為渦流。此渦流將電能變成熱能，將工件的表面迅速加熱。渦流主要分布于工件表面，工件內(nèi)部幾乎沒(méi)有電流通過(guò)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為表面效應(yīng)或集膚效應(yīng)。感應(yīng)加熱就是利用集膚效應(yīng)，依靠電流熱效應(yīng)把工件表面迅速加熱到淬火溫度的。感應(yīng)圈用紫銅管制做，內(nèi)通冷卻水。當(dāng)工件表面在感應(yīng)圈內(nèi)加熱到一定溫度時(shí)，立即噴水冷卻，使表面層獲得馬氏體組織 。

現(xiàn)代感應(yīng)加熱電源正朝著大功率，高頻化方向發(fā)展。這對(duì)現(xiàn)代電力電子器件來(lái)說(shuō)是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的方法是采用器件串并聯(lián)的方式，但這存在器件之間均流均壓閑難的問(wèn)題，特別是當(dāng)器件串并聯(lián)很多時(shí)，則需要保證精確的同步信號(hào)，以避免器件之間的環(huán)流損壞電力電子器件。但在很多情況下這很難精確保證。特別是當(dāng)串并聯(lián)器件較多功率等級(jí)很大時(shí)，它的優(yōu)良特性可有效地減少逆變橋并聯(lián)之間的環(huán)流，通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)可以均衡各橋的功率分配，降低器件的損耗，從而有效地解決了逆變橋并聯(lián)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，有利于感應(yīng)加熱電源多橋并聯(lián)，提高輸出功率和可靠性。

LLC諧振負(fù)載最大的優(yōu)點(diǎn)是有利于感應(yīng)加熱中的多機(jī)并聯(lián)，它不需要在逆變器之間附加任何元件，即使各橋的信號(hào)延時(shí)角度很大也能保證系統(tǒng)止常工作，抑制各橋之間的環(huán)流，調(diào)節(jié)各逆變器的輸出功率。

隨著感應(yīng)熱處理生產(chǎn)線自動(dòng)化控制程度及電源高可靠性要求的提高，必須加強(qiáng)加熱工藝成套裝置的開(kāi)發(fā)。同時(shí)感應(yīng)加熱系統(tǒng)正向智能化控制方向發(fā)展，具有計(jì)算機(jī)智能接口、遠(yuǎn)程控制和故障自動(dòng)診斷，小型化，適合野外作業(yè)，高效節(jié)能等控制性能的感應(yīng)加熱電源系統(tǒng)正成為未來(lái)的發(fā)展目標(biāo) 。2100433B

第1章感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展與在鋼材熱處理中的應(yīng)用

1.1感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展概況

1.1.1感應(yīng)加熱技術(shù)的產(chǎn)生與演變

1.1.2感應(yīng)加熱技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

1.2感應(yīng)加熱技術(shù)在鋼材快速熱處理領(lǐng)域的應(yīng)用

1.2.1無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱快速熱處理方面的應(yīng)用

1.2.2焊接鋼管感應(yīng)加熱快速熱處理方面的應(yīng)用

1.2.3棒材感應(yīng)加熱快速熱處理方面的應(yīng)用

1.2.4鋼絲感應(yīng)加熱快速熱處理方面的應(yīng)用

1.2.5鋼軌感應(yīng)加熱熱處理的應(yīng)用

1.2.6帶材和板材感應(yīng)加熱快速熱處理方面的應(yīng)用

1.3鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理工藝的特點(diǎn)

1.3.1顯著改善鋼材的力學(xué)性能和表面質(zhì)量

1.3.2改善鋼材的特殊性能

1.3.3降低鋼材熱處理時(shí)的能源消耗

1.3.4感應(yīng)加熱快速熱處理工藝是綠色環(huán)保型工藝

第2章鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理的基本原理

2.1鋼材感應(yīng)加熱的物理原理

2.1.1鋼材感應(yīng)加熱的基本電路與磁、電、熱能的轉(zhuǎn)化

2.1.2電磁感應(yīng)現(xiàn)象與法拉第電磁感應(yīng)定律

2.1.3電流的熱效應(yīng)與焦耳.楞茨定律

2.1.4感應(yīng)電流在金屬內(nèi)部分布的特點(diǎn)

2.1.5金屬內(nèi)部熱傳導(dǎo)與溫度的均勻化

2.2鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理的金屬學(xué)基礎(chǔ)

2.2.1傳統(tǒng)加熱時(shí)奧氏體的形成過(guò)程

2.2.2感應(yīng)加熱對(duì)奧氏體形成過(guò)程的影響

2.2.3感應(yīng)加熱奧氏體冷卻過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變

2.2.4感應(yīng)加熱淬火鋼回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變

第3章鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理設(shè)備

3.1鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理用加熱電源

3.1.1感應(yīng)加熱電源主電路的基本結(jié)構(gòu)

3.1.2晶閘管中頻感應(yīng)加熱電源

3.1.3晶體管超音頻感應(yīng)加熱電源

3.1.4高頻感應(yīng)加熱電源

3.1.5鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理用電源類(lèi)型的選擇

3.2感應(yīng)加熱電源頻率的選擇

3.2.1感應(yīng)加熱電源頻率與加熱效率的關(guān)系

3.2.2感應(yīng)加熱電源頻率與加熱溫度和溫度均勻性的關(guān)系

3.2.3感應(yīng)加熱電源頻率與加熱鋼材尺寸的關(guān)系

3.2.4感應(yīng)加熱電源頻率與變頻電源投資費(fèi)用的關(guān)系

3.2.5感應(yīng)加熱電源頻率選擇的綜合分析

3.3感應(yīng)加熱電源功率的選擇與確定

3.3.1感應(yīng)加熱快速熱處理用電源功率的平衡分析

3.3.2感應(yīng)加熱電源功率容量的計(jì)算方法

3.3.3感應(yīng)加熱鋼材快速熱處理用電源設(shè)備的選擇

3.4感應(yīng)加熱鋼材快速熱處理用感應(yīng)器

3.4.1鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理用感應(yīng)器的分類(lèi)

3.4.2鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理用感應(yīng)器與電源的連接方式

3.4.3感應(yīng)加熱用感應(yīng)器的參數(shù)選擇與計(jì)算

3.5感應(yīng)加熱快速熱處理用機(jī)械裝置

3.5.1鋼材的供料和收料機(jī)構(gòu)

3.5.2鋼材的水平傳送機(jī)構(gòu)

3.5.3鋼材自身旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

3.5.4鋼材夾持輥和熱校直裝置

3.6鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理生產(chǎn)線概況

3.6.1無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)裝置

3.6.2棒材感應(yīng)加熱快速熱處理裝置

3.6.3線材感應(yīng)加熱快速熱處理生產(chǎn)線

第4章鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理的工藝問(wèn)題

4.1感應(yīng)加熱過(guò)程鋼材的透熱問(wèn)題

4.1.1感應(yīng)加熱時(shí)金屬的升溫曲線

4.1.2感應(yīng)加熱時(shí)金屬升溫過(guò)程的特點(diǎn)

4.1.3感應(yīng)加熱鋼材透熱時(shí)間的近似計(jì)算方法

4.2感應(yīng)加熱過(guò)程鋼材溫度的均勻性

4.2.1感應(yīng)加熱鋼材徑向溫度的均勻性及影響因素

4.2.2感應(yīng)加熱鋼材縱向溫度的均勻性及影響因素

4.3感應(yīng)加熱鋼材溫度的測(cè)量與控制

4.3.1感應(yīng)加熱鋼材溫度的測(cè)量方法

4.3.2感應(yīng)加熱鋼材溫度的控制方法

4.4感應(yīng)加熱快速熱處理的加熱與冷卻問(wèn)題

4.4.1感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的淬火加熱

4.4.2感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的淬火冷卻

4.4.3感應(yīng)加熱快速熱處理用淬火介質(zhì)

4.4.4感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的回火加熱與冷卻

4.5感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)鋼材的外觀質(zhì)量

4.5.1感應(yīng)加熱快速熱處理鋼材的氧化與脫碳

4.5.2感應(yīng)加熱快速退火處理時(shí)冷拉材直徑的變化

4.5.3感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理鋼管的變形與尺寸變化

第5章無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱快速熱處理

5.1低合金熱強(qiáng)鋼鋼管感應(yīng)加熱快速正火處理

5.1.1低合金熱強(qiáng)鋼的概況

5.1.2低合金熱強(qiáng)鋼的感應(yīng)加熱復(fù)合熱處理工藝

5.2高強(qiáng)度小口徑無(wú)縫鋼管的感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

5.2.1高強(qiáng)度小口徑無(wú)縫鋼管的應(yīng)用概況

5.2.2高強(qiáng)度小口徑無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

5.2.3感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理小口徑無(wú)縫鋼管的性能特點(diǎn)

5.2.4感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理小口徑鋼管的使用效果

5.3石油天然氣鉆采用無(wú)縫鋼管的感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

5.3.1石油天然氣鉆采用鋼管的應(yīng)用概況

5.3.2石油天然氣鉆采用鋼管的感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

5.3.3感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理石油天然氣鉆采用鋼管的性能特點(diǎn)

第6章焊接鋼管感應(yīng)加熱快速熱處理

6.1感應(yīng)加熱焊縫熱處理在焊管生產(chǎn)中的應(yīng)用概況

6.1.1感應(yīng)加熱焊縫熱處理的目的

6.1.2感應(yīng)加熱焊縫熱處理方法

6.2焊縫感應(yīng)加熱正火處理

6.2.1焊縫感應(yīng)加熱正火處理溫度的選擇

6.2.2焊縫感應(yīng)加熱正火保溫時(shí)間和冷卻方式

6.2.3焊縫感應(yīng)加熱正火處理后的力學(xué)性能

6.3焊縫感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

6.3.1焊縫感應(yīng)加熱淬火與自行回火處理工藝

6.3.2焊縫感應(yīng)加熱淬火與回火處理工藝

6.4焊縫橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱的工藝控制

6.4.1直縫焊管焊縫橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱

6.4.2焊縫加熱溫度的測(cè)量與調(diào)控

6.4.3焊縫加熱的對(duì)準(zhǔn)裝置

第7章條材感應(yīng)加熱快速熱處理

7.1熱軋棒材感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

7.1.1熱軋棒材感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理概況

7.1.2熱軋棒材感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

7.1.3感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理熱軋棒材的性能特點(diǎn)

7.2棒材感應(yīng)加熱快速球化退火處理

7.2.1傳統(tǒng)球化退火處理過(guò)程及其存在問(wèn)題

7.2.2感應(yīng)加熱快速球化退火處理工藝

7.3PC鋼材的感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

7.3.1PC鋼材的生產(chǎn)概況

7.3.2PC鋼材感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

7.3.3PC鋼材感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線

7.3.4感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理PC鋼材的力學(xué)性能

7.4奧氏體氣閥鋼條材感應(yīng)加熱固溶處理

7.4.1奧氏體氣閥鋼條材固溶處理概況

7.4.2奧氏體氣閥鋼條材感應(yīng)加熱固溶處理工藝

7.4.3感應(yīng)加熱固溶處理奧氏體氣閥鋼的性能特點(diǎn)

7.4.4奧氏體鋼條材感應(yīng)加熱固溶處理工藝的推廣應(yīng)用

7.5雙相氣閥鋼條材感應(yīng)加熱固溶處理

7.5.1雙相氣閥鋼條材固溶處理概況

7.5.2雙相氣閥鋼30Cr13Ni7Si2條材的感應(yīng)加熱固溶處理工藝

7.5.3感應(yīng)加熱固溶處理氣閥鋼30Cr13Ni7Si2的性能特點(diǎn)

7.6鋼軌感應(yīng)加熱熱處理

7.6.1鋼軌強(qiáng)化的熱處理方法

7.6.2感應(yīng)加熱鋼軌頭部欠速淬火處理（SQ處理）概況

7.6.3感應(yīng)加熱鋼軌欠速淬火處理工藝參數(shù)的選擇

7.6.4感應(yīng)加熱SQ處理鋼軌的力學(xué)性能

7.7冷拉軸承鋼材感應(yīng)加熱快速退火處理

7.7.1冷拉軸承鋼材退火處理工藝概況

7.7.2冷拉軸承鋼材感應(yīng)加熱快速退火工藝

7.7.3感應(yīng)加熱快速退火處理冷拉軸承鋼材的性能特點(diǎn)

7.7.4感應(yīng)加熱快速退火處理后冷拉軸承鋼材內(nèi)應(yīng)力的狀況

7.7.5感應(yīng)加熱快速退火處理后軸承鋼的球化組織狀態(tài)

第8章鋼絲感應(yīng)加熱快速熱處理

8.1預(yù)應(yīng)力鋼絲的感應(yīng)加熱穩(wěn)定化處理

8.1.1預(yù)應(yīng)力鋼絲感應(yīng)加熱穩(wěn)定化處理概況

8.1.2預(yù)應(yīng)力鋼絲感應(yīng)加熱穩(wěn)定化處理工藝

8.1.3預(yù)應(yīng)力鋼絲感應(yīng)加熱穩(wěn)定化處理的效果

8.2高碳鋼絲感應(yīng)加熱（半程）索氏體化處理

8.2.1高碳鋼絲索氏體化處理概況

8.2.2高碳鋼絲半程感應(yīng)加熱索氏體化處理工藝

8.2.3高碳鋼絲半程感應(yīng)加熱索氏體化處理的工藝問(wèn)題

8.3高碳鋼絲全程感應(yīng)加熱索氏體化處理

8.3.1高碳鋼絲全程感應(yīng)加熱索氏體化處理的基本工藝過(guò)程

8.3.2高碳鋼絲全程感應(yīng)加熱索氏體化處理的試驗(yàn)結(jié)果

8.4彈簧鋼絲感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

8.4.1彈簧鋼絲調(diào)質(zhì)熱處理的應(yīng)用概況

8.4.2彈簧鋼絲感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

8.4.3彈簧鋼絲感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝參數(shù)的選擇

8.4.4感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理彈簧鋼絲的性能特點(diǎn)

8.5盤(pán)卷線材感應(yīng)加熱井式爐退火處理

8.5.1感應(yīng)加熱井式退火爐的結(jié)構(gòu)

8.5.2感應(yīng)加熱井式爐盤(pán)卷線材的退火處理工藝

8.5.3感應(yīng)加熱井式退火爐的改進(jìn)方向

第9章板材、帶材感應(yīng)加熱快速熱處理

9.1奧氏體不銹鋼板材感應(yīng)加熱固溶處理

9.1.1鋼板縱向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱固溶處理裝置

9.1.2鋼板感應(yīng)加熱固溶處理工藝參數(shù)的選擇

9.1.3感應(yīng)加熱固溶處理時(shí)鋼板的變形

9.1.4鋼板感應(yīng)加熱固溶處理時(shí)的生產(chǎn)率和單位能耗

9.2帶材橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱快速熱處理

9.2.1帶材橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱

9.2.2帶材橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱時(shí)的特點(diǎn)

9.2.3帶材橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱退火處理

9.2.4橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱帶材退火處理時(shí)的工藝問(wèn)題

9.2.5奧氏體不銹鋼帶材橫向磁場(chǎng)感應(yīng)加熱固溶處理

第10章半制品坯料的感應(yīng)加熱快速熱處理

10.1鋼管感應(yīng)加熱彎管及其熱處理

10.1.1感應(yīng)加熱彎管的復(fù)合調(diào)質(zhì)處理工藝

10.1.2感應(yīng)加熱復(fù)合調(diào)質(zhì)處理彎管的力學(xué)性能

10.2液壓支柱用鋼管坯料感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

10.2.1液壓支柱用鋼管的化學(xué)成分與力學(xué)性能

10.2.2液壓支柱用鋼管坯料感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理裝置

10.2.3感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理液壓支柱油缸鋼管的效果

10.3短棒材坯料中頻感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理

10.3.1活塞桿坯料感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

10.3.2調(diào)質(zhì)處理工藝參數(shù)的選擇

10.3.3活塞桿感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理后的性能

第11章鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的能源消耗

11.1鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的單位能耗

11.1.1鋼材加熱時(shí)的理論單位能耗

11.1.2鋼材加熱時(shí)的實(shí)際單位能耗

11.1.3感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)鋼材的單位能耗

11.2鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的能源利用狀況

11.2.1能源利用率及其計(jì)算方法

11.2.2鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理時(shí)的能源利用率

11.3感應(yīng)加熱快速熱處理的節(jié)能特點(diǎn)

11.3.1鋼材感應(yīng)加熱的節(jié)能特點(diǎn)

11.3.2鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理的工藝節(jié)能特點(diǎn)

參考文獻(xiàn)2100433B

根據(jù)交變電流的頻率高低，可將感應(yīng)加熱熱處理分為超高頻、高頻、超音頻、中頻、工頻 5類(lèi)。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(pán)鋸等形狀復(fù)雜工件的薄層表面淬火。②高頻感應(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。③超音頻感應(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(duì)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(lèi)和冷軋輥等工件的表面淬火。⑤工頻感應(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)加熱熱處理特點(diǎn)和應(yīng)用

感應(yīng)加熱的主要優(yōu)點(diǎn)是：①不必整體加熱，工件變形小，電能消耗小。②無(wú)公害。③加熱速度快，工件表面氧化脫碳較輕。④表面淬硬層可根據(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(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，便于管理，且可減少運(yùn)輸，節(jié)約人力，提高生產(chǎn)效率。⑥淬硬層馬氏體組織較細(xì)，硬度、強(qiáng)度、韌性都較高。⑦表面淬火后工件表層有較大壓縮內(nèi)應(yīng)力，工件抗疲勞破斷能力較高。

感應(yīng)加熱熱處理優(yōu)缺點(diǎn)

感應(yīng)加熱熱處理也有一些缺點(diǎn)。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(duì)某些形狀復(fù)雜的工件難以保證質(zhì)量。

感應(yīng)加熱熱處理應(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(chē)后半軸采用感應(yīng)加熱表面淬火，設(shè)計(jì)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(zhuān)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。

感應(yīng)加熱熱處理設(shè)備

感應(yīng)加熱熱處理的設(shè)備主要由電源設(shè)備、淬火機(jī)床和感應(yīng)器組成。 　電源設(shè)備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。高頻電流電源設(shè)備有電子管高頻發(fā)生器和可控硅變頻器兩種。中頻電流電源設(shè)備是發(fā)電機(jī)組。一般電源設(shè)備只能輸出一種頻率的電流,有些設(shè)備可以改變電流頻率,也可以直接用50赫的工頻電流進(jìn)行感應(yīng)加熱。

電源設(shè)備的選擇與工件要求的加熱層深度有關(guān)。加熱層深的工件，應(yīng)使用電流頻率較低的電源設(shè)備；加熱層淺的工件，應(yīng)使用電流頻率較高的電源設(shè)備。選擇電源設(shè)備的另一條件是設(shè)備功率。加熱表面面積增大，需要的電源功率相應(yīng)加大。當(dāng)加熱表面面積過(guò)大時(shí)或電源功率不足時(shí)，可采用連續(xù)加熱的方法，使工件和感應(yīng)器相對(duì)移動(dòng)，前邊加熱，后邊冷卻。但最好還是對(duì)整個(gè)加熱表面一次加熱。這樣可以利用工件心部余熱使淬硬的表層回火，從而使工藝簡(jiǎn)化，還可節(jié)約電能。 感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的主要作用是使工件定位并進(jìn)行必要的運(yùn)動(dòng)。此外還應(yīng)附有提供淬火介質(zhì)的裝置。淬火機(jī)床可分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床，前者適用于一般工件，后者適用于大量生產(chǎn)的復(fù)雜工件。

進(jìn)行感應(yīng)加熱熱處理時(shí)，為保證熱處理質(zhì)量和提高熱效率，必須根據(jù)工件的形狀和要求，設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)母袘?yīng)器。常用的感應(yīng)器有外表面加熱感應(yīng)器、內(nèi)孔加熱感應(yīng)器、平面加熱感應(yīng)器等2100433B