1、第九章感應熱處理設(shè)備及其它表面加熱設(shè)備 授課人：楊曉敏North University of ChinaCollege of Materials Science and Engineering2008.01.04 返回總目錄 1第九章感應熱處理設(shè)備及其他表面加熱設(shè)備2 在這種情況下，單從材料選擇入手或采用普通熱處理方法，都有不能滿足其要求。低碳鋼 ：可滿足心部要求， 表面要求不能滿足；高碳鋼： 可滿足表面要求， 心部要求不能滿足； 表面熱處理 表面淬火是將工件的表面層淬硬到一定深度,而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火法.它是利用快速加熱使鋼件表面奧氏體化,而中心尚處在較低溫度.3教學提示教學

2、要求 ：了解感應熱處理的工作原理及設(shè)備的選擇；了解感應器設(shè)計要點；了解淬火機床結(jié)構(gòu)、選擇以及其他表面加熱裝置。第九章感應熱處理設(shè)備及其他表面加熱設(shè)備 :表面熱處理是只對工件表層進行熱處理以改變其組織和性能的熱處理工藝。常用的方法是表面淬火。表面淬火目的是使工件表層具有高硬度、耐磨性，而心部具有足夠的強度和韌性。工業(yè)上常用的表面淬火方法有火焰淬火和感應淬火。491 感應熱處理的基本原理92 感應熱處理設(shè)備的選擇93 感應器設(shè)計概要94 淬火機床的選擇95 其它表面加熱裝置第九章感應熱處理設(shè)備及其他表面加熱設(shè)備5、感應熱處理的基本原理 工作原理： 感應電動勢的瞬時值 取決于感應器內(nèi)流過的頻率，電流

3、頻率越高， 越高，e越大。第九章感應熱處理設(shè)備及其他表面加熱設(shè)備6二、中、高頻電流的特點1、集膚效應：當交流電流通過導體時，在導體表面電流最大越向內(nèi)部電流密度越小的現(xiàn)象稱為集膚效應。當電流頻率越高，集膚效應越顯著。72、鄰近效應：91感應熱處理的基本原理83、圓環(huán)效應：當交變電流通過環(huán)形導體時，電流僅僅集中在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象叫圓環(huán)效應。4、尖角效應：當感應器與工件間的距離相同，但在工件尖角處的加熱強度遠較其它光滑部位強烈。往往會造成過熱，這種現(xiàn)象稱為尖角效應。91感應熱處理的基本原理992 感應熱處理設(shè)備的選擇一、感應熱處理設(shè)備的特點和分類特點加熱速度快，溫度高，生產(chǎn)效率高氧化脫碳 表面質(zhì)

4、量 耐磨性心部無相變 變形淬火層容易控制不適于復雜形狀零件和小批量生產(chǎn)設(shè)備昂貴，耗電量大1092 感應熱處理設(shè)備的選擇分類高頻感應加熱電流頻率為801000kHz，功率范圍5500kW,可獲得的表面硬化層深度為0.13mm。需變頻裝置，加熱速度快，主要用于中小模數(shù)齒輪和小軸的表面淬火。中頻感應加熱電流頻率為50010000Hz，功率范圍151000kW，可獲得36mm深的硬化層，主要用于要求淬硬層較深的零件，如發(fā)動機曲軸、凸輪軸、大模數(shù)齒輪、較大尺寸的軸等。工頻感應加熱電流頻率為50Hz，功率范圍504000kW，可獲得1015mm以上的硬化層。不需變頻裝置，加熱速度低。適用于大直徑鋼材的穿透

5、加熱及要求淬硬層深的大工件的表面淬火。11二、感應加熱設(shè)備頻率的選擇選擇原則：根據(jù)工件的技術(shù)條件要求（淬硬層深度（mm）大?。?2 感應熱處理設(shè)備的選擇淬硬層深度（mm）1.01.52.03.04.06.010.0最高頻率25000010000060000300001500080002500最低頻率150007000400015001000500150最佳頻率600002500015000700040001500500推薦使用設(shè)備真空管式真空管式或機式（8000赫）同左機式（8000赫）機式（2500赫）同左機式（500、1000赫）12三、感應加熱設(shè)備功率的確定92 感應熱處理設(shè)備的選擇13

6、93 感應器設(shè)計概要一、感應器結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 中頻感應器 高頻感應器1感應圈；2匯流排；3接線座；4冷卻水管；5噴水管感應器的設(shè)計包括：感應圈的形狀、尺寸、圈數(shù)，感應器與工件的間隙，匯流板的尺寸和連接方法，冷卻方式等。 1493 感應器設(shè)計概要（一）感應器與工件間的間隙（1）間隙大小與功率因素關(guān)系（2）間隙大小與淬硬層的關(guān)系（頻率有關(guān)） 從鄰近效應考慮，間隙小，集膚效應越顯著，電流透入深度越小，淬硬層深度減小。間隙越小，操作越不方便，工件與感應器接觸短路的可能性越大。（3）間隙大小與設(shè)備的功率大小的關(guān)系 設(shè)備功率大，間隙尺寸可大些；1593 感應器設(shè)計概要 用60千瓦的高頻感應加熱設(shè)備處理簡單

7、外圓表面時，間隙多采用23mm。同樣的工件若采用100千瓦的設(shè)備時，由于功率大，間隙可采用35mm。 對淬硬層深度較大的工件，間隙可增大到56mm。 中頻感應加熱時，間隙應比高頻大些。例如：1693 感應器設(shè)計概要（二）感應器的截面尺寸外圓加熱用的感應圈內(nèi)徑：感應圈高度：17二、導磁體和屏蔽作用 導磁體18電磁屏蔽93 感應器設(shè)計概要1994 淬火機床的選擇20火焰表面淬火 1、定義： 火焰表面淬火是應用氧乙炔（或其它可燃氣體）火焰，對零件表面加熱，然后快速冷卻的淬火。淬硬層：26mm2、 特點：（1）設(shè)備簡單，成本低；（2）適合單件小批量生產(chǎn)；（3）表面易過熱；（3）淬火質(zhì)量不夠穩(wěn)定；95 其它表面加熱裝置21二、激光表面熱處理裝置它是利用高能量的激光掃描工件表面，使工件表面快速加熱.工件基體仍處于冷態(tài)。由于熱傳導的作用，表面熱量迅速傳到工件其它部位，在瞬間可進行自冷淬火，實現(xiàn)工件表面相變硬化。 淬硬層深度:0.3-0.