中頻感應加熱淬火是一種廣泛使用的鋼表面硬化工藝。部件通過交變磁場加熱到轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)或以上的溫度，然后立即淬火。組件的核心不受處理的影響，其物理特性與加工它的棒材相同，而外殼的硬度可在 37/58 HRC范圍內(nèi)。當量碳含量在 0.40/0.45% 范圍內(nèi)的碳鋼和合金鋼最適合該工藝。
大交流電流通過線圈驅(qū)動，在內(nèi)部空間中產(chǎn)生非常強烈且快速變化的磁場。待加熱的工件被放置在這個交變磁場中，在該磁場中，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，電阻會導致金屬焦耳加熱。
許多機械零件，如軸、齒輪和彈簧，在加工后都要進行表面處理，以改善磨損行為。這些處理的有效性取決于表面材料性能的改變和殘余應力的引入。在這些處理中，感應加熱淬火是最廣泛用于提高部件耐久性的處理之一。它在工件中確定了具有拉伸殘余應力的堅韌核心和具有壓縮應力的硬表面層，這已被證明在延長部件疲勞壽命和耐磨性方面非常有效。
感應表面硬化低合金中碳鋼廣泛用于需要高耐磨性的關(guān)鍵汽車和機器應用。感應加熱淬火零件的耐磨性能取決于淬火深度和表層殘余壓應力的大小和分布。
單次硬化
在單次噴射系統(tǒng)中，部件在線圈中保持靜止或旋轉(zhuǎn)，待處理的整個區(qū)域在預設(shè)時間內(nèi)同時加熱，然后是溢流淬火或液滴淬火系統(tǒng)。在沒有其他方法可以達到預期結(jié)果的情況下，通常使用單次射擊，例如錘子的平面硬化、復雜形狀工具的邊緣硬化或小齒輪的生產(chǎn)。
在軸硬化的情況下，單次注射方法的另一個優(yōu)點是與漸進式橫向硬化方法相比的生產(chǎn)時間。此外，使用線圈的能力可以在組件中產(chǎn)生縱向電流而不是徑向電流，這對于某些復雜的幾何形狀來說可能是一個優(yōu)勢。
單發(fā)方法有一些缺點。線圈設(shè)計可能是一個極其復雜和復雜的過程。通常需要使用鐵氧體或?qū)訅杭虞d材料來影響給定區(qū)域的磁場集中度，從而改善產(chǎn)生的熱量模式。另一個缺點是，與橫向方法相比，由于要加熱的表面積增加，因此需要更多的功率。
橫向硬化
在橫向硬化系統(tǒng)中，工件通過感應線圈逐漸地并使用隨后的驟冷噴霧或環(huán)。橫向淬火廣泛用于生產(chǎn)軸類零件，例如半軸、挖掘機鏟斗銷、轉(zhuǎn)向零件、電動工具軸和驅(qū)動軸。該組件通過通常具有單匝特征的環(huán)形電感器饋電。轉(zhuǎn)彎的寬度由橫移速度、發(fā)電機的可用功率和頻率決定。這會產(chǎn)生移動的熱帶，在淬火時會形成硬化的表面層。根據(jù)應用的要求，淬火環(huán)可以是以下布置的整體或兩者的組合。通過改變速度和功率，可以制造出沿其整個長度或僅在特定區(qū)域硬化的軸，也可以硬化具有階梯直徑或花鍵的軸。消除線圈和元件的同心度。
橫向方法還用于邊緣部件的生產(chǎn)，例如紙刀、皮刀、割草機底部刀片和鋼鋸刀片。這些類型的應用通常使用位于組件邊緣的發(fā)夾線圈或橫向磁通線圈。該部件通過線圈和隨后的由噴嘴或鉆孔塊組成的噴霧淬火前進。
許多方法用于提供通過線圈的漸進運動，并且使用垂直和水平系統(tǒng)。這些通常采用數(shù)字編碼器和可編程邏輯控制器進行位置控制、切換、監(jiān)視和設(shè)置。在所有情況下，移動速度都需要嚴格控制并保持一致，因為速度的變化會對硬度深度和所達到的硬度值產(chǎn)生影響。
中頻感應加熱淬火裝備
所需感應加熱電源
感應加熱淬火電源的功率從幾千瓦到幾百千瓦不等，具體取決于要加熱的部件的尺寸和采用的生產(chǎn)方法，即單次淬火、橫向淬火或浸沒淬火。
為了選擇正確的感應加熱電源，首先需要計算待加熱部件的表面積。一旦確定了這一點，就可以使用多種方法來計算所需的功率密度、加熱時間和發(fā)電機工作頻率。傳統(tǒng)上，這是使用一系列圖表、復雜的經(jīng)驗計算和經(jīng)驗來完成的。現(xiàn)代技術(shù)通常使用有限元分析和計算機輔助制造技術(shù)，但是與所有這些方法一樣，仍然需要對電磁感應加熱過程有透徹的工作知識。
對于單次噴射應用，需要計算要加熱的總面積。在橫向硬化的情況下，部件的周長乘以線圈的面寬。在選擇線圈面寬度時必須小心謹慎，以確保構(gòu)建所選寬度的線圈是可行的，并且它能夠承受應用所需的功率。
感應加熱頻率
用于淬火的中頻感應加熱設(shè)備有多種不同的工作頻率，通常從 1 kHz 到 400 kHz。可以使用更高和更低的頻率，但通常這些將用于專業(yè)應用。工作頻率與電流穿透深度以及硬度深度之間的關(guān)系成反比。即頻率越低，情況越深。
| 不同外殼深度和材料直徑的頻率示例 | ||
| 外殼深度 [mm] | 棒材直徑 [mm] | 頻率 [kHz] |
| 0.8 到 1.5 | 5 到 25 | 200 到 400 |
| 1.5 到 3.0 | 10 到 50 | 10 到 100 |
| >50 | 3 到 10 | |
| 3.0 到 10.0 | 20 到 50 | 3 到 10 |
| 50 到 100 | 1 到 3 | |
| >100 | 1 | |
從上表可以看出，為任何應用選擇正確的中頻感應加熱設(shè)備都非常復雜，因為對于給定的結(jié)果可以使用不止一種功率、頻率和速度的組合。然而，在實踐中，根據(jù)以前的經(jīng)驗和實用性，許多選擇是顯而易見的。
中頻感應加熱淬火優(yōu)點
1.快速處理，不需要保持時間，因此更高的生產(chǎn)率
2.不結(jié)垢或脫碳
3.更大的外殼深度，高達 8 毫米
4.選擇性硬化
5.高耐磨性和抗疲勞性
中頻感應加熱淬火應用
該工藝適用于導電磁性材料，如鋼。
可加工車軸等長工件。
以上是中頻感應加熱淬火的基礎(chǔ)介紹。更多關(guān)于中頻感應加熱的相關(guān)技術(shù)知識，請咨詢青島海越機電--中頻高頻電磁感應加熱設(shè)備制造商。
