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淬火机
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淬火机淬火的频率选择
日 期:2020-07-09 编辑:未知 点赞0
  众所周知,淬火机淬火时的频率选择是非常重要的。因为不同的电流频率,将在零件中产生不同的透入深度。高频电流有个重要的特性叫表面效应,即随着电流频率的提高,高密度的感应电流,更趋向零件表面。淬火机频率越高,表面电流密度越大,电流透入深度越小。频率越低,电流透入深度越大。感应淬火一般是零件的表面层淬火,硬化层Ds与电流透入深度有密切关系,特别是热态电流透入深度。于是我们更为关注当零件表面层达到800℃时的电流透入深度,这个深度被称为热态电流透入深度,用Δ800℃表示。达到800℃以上的表面层,在随后冷却中有相当的深度就是淬火机淬火层,但因为感应加热速度很快,相变点随之提高,因此不是达到800℃的层深都能转变为淬火层。各种频率的Δ800℃直接影响工件的加热方式、淬火质量和感应器设计。对于钢制零件而言,表面层达到800℃时 ρ和μ已是定值,于是我们可直接计算各种频率的热态电流透入深度Δ800℃,
  那么硬化层Ds与热态电流透入深度Δ800℃应该是什么关系呢?认为保持式的关系为最好。这种关系能使加热时间缩短、生产效率提高、淬火机淬火质量良好。这种加热方式称为透入式加热方式,即硬化层小于热态电流透入深度。我们可以算出不同硬化层深度所需要的电流频率。为获得某一种深度的硬化层,可用的频率范围实际是很寛的。淬火机表面淬火,频率的选择是重要的,但还应该说明功率密度、加热时间等参数的选择也是重要的。在选择电流频率以后,只有功率密度和加热时间两项都较为合适的情况下,才能得到满意的硬化层。圆柱形零件在选择电流频率时,还应该考虑到零件直径的影响。一般说来零件直径越大,硬化层越深,所需频率越低。俄国学者研究:当热态电流透入深度小于或等于零件直径的10%时,淬火机加热效率最高,最高者可达到80%;当热态电流透入深度达到零件直径的30%时,感应加热效率下降到70%。根据我们的经验,表面淬火的零件直径与电流频率之间有如下关系。
  频率选择尽管重要,但热处理厂因为设备品种有限,不能认真进行频率选择。往往用一台电子管高频设备应对多种零件,自然有一些零件的感应加热是以传导方式进行的。可知,利用高频淬火,加热方式是传导方式加热,它造成零件表面有较高的过热度,它与透入式加热的中频淬火相比,加热时间是后者的3.6~5.4倍,消耗电能是后者的1.3~1.5倍。可见透入式感应加热是高效节能的加热方法。我国感应加热技术水平已有很大地提高。目前国际上应用的几种先进的固态变频电源,SCR、IGBT、MOSFET国内都能生产,而且性能很好,完全可以取代外国产品。这几种电源的负载适应性和频率适应性都是先进的,厂家可以根据用户零件的感应淬火技术要求,设计制造出符合透入式加热的淬火机淬火设备。实心钢制零件感应淬火的频率选择,因适用的频率范围很宽,选择时稍有马虎尚无大碍,零件总之是可以做出来。介绍的薄壁筒状零件两面淬火机淬火的情况,如果频率选择不合适,零件是做不出来的。
  感应淬火顺序考虑:花键内孔先淬火,外圆柱面后淬火。薄壁筒状零件两面淬火时,必须要考虑的是第二次淬火时对第一次淬火的影响,即第二次淬火加热不能使第一次淬火的硬化层发生回火作用。内孔感应加热效率低,有较多的热量向外传导,对外圆柱面的热影响大,如果外圆柱面尚未淬火,这些热影响无关紧要。外圆柱面的感应加热,利用圆环效应,加热效率高。但其频率选择也要审慎,如果频率选择稍低,就会使先期淬火的花键内孔硬化层发生回火作用。可以发现,圆柱面的淬火加热时由于热量内传,对花键内孔的硬化层有了明显地回火作用,花键内孔硬化层的硬度大幅度降低。从热处理手册可以查得,淬火机花键内孔硬化层的回火温度大约300℃左右。内孔淬火完成后,原来白亮的圆柱面呈现出蓝色,内孔加热时热量向外传导,使圆柱面升温情况可见一斑。