材料百科

感应加热表面热处理

2023-05-02

induction heat treatment

简介

在交变磁场中将零件表面加热使
之硬化的一种热处理工艺。感应线圈
通过电流时,其内部和周围产生与电
流频率相同的交变磁场。工件本身有
阻抗,电流通过时便发出热量。置于感
应磁场中的零件依靠其自身中流通的
感应电流(或称涡流)产生热量而被加
热。感应电流在工件截面上分布不均
匀,近表面电流密度最大,中心处几乎
等于零,即产生集肤效应。电流透入工
件表层的深度主要与电流频率有关,
电流频率愈高,透入深度愈小,加热层
也愈薄。因此,可通过频率的选用得到
不同的淬硬层深度。常用感应加热设
备按输出交变电流的频率可分为:①
高频(200~300kHz)设备,透入深度
约0.5~1.0mm,主要用于小模数齿
轮和小轴类零件的表面淬火;②超音
频(30~60kHz)设备,透入深度约2.5
~3.5mm,主要用于小模数(M=3~
6)齿轮、花键轴表面轮廓淬火及凸轮
轴、曲轴等表面淬火;③中频 (1~
8kHz)设备,透入深度约6~18mm,主
要用于较大模数齿轮、曲轴等表面淬
火及中心轴类和轴承套圈的透热淬
火; ④工频(50Hz)设备,透入深度
80~100mm,主要用于大型轧辊和柱
塞的表面淬火。感应加热淬火方法有
同时加热淬火法、连续加热淬火法和
浸液加热淬火法。常用淬火介质以水
为主,有时也使用常规淬火油、有机聚
合物水溶液或压缩空气。感应加热表
面淬火的特点是: 加热速度快,时间
短,热效率高;淬火件表面硬度高,氧
化脱碳少,变形小,并有良好的冲击韧
性、疲劳强度及耐磨性;易于控制和实
现机械化、自动化。但设备昂贵,对形
状复杂零件处理较困难。