中頻感應淬火機床怎麼使用

㈠ 表面淬火都有哪些方式方法

表面淬火僅使鋼鐵工件的表面得到淬火的一種表面熱處理工藝。目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強度，而心部仍具有較高的韌性。常用於軸類、齒輪類等零件。操作時利用快速加熱的方法使工件表層奧氏體化，然後立即淬火使表層組織轉變為馬氏體，心部組織基本不變。表面淬火後一般進行低溫回火。根據加熱方法不同，可分為感應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火等，其中以前兩種方法應用最廣。
加熱用的能源通常有電磁感應加熱，火焰加熱，電接觸加熱及在電解液中加熱;並可採用更高密度的能源，如電子束、激光、電弧等。能源提供的能量密度越高，則表面加熱和淬硬層越薄。
1、電磁感應加熱表面淬火
鐵磁性物質的工件處在交變磁場中時，會因感應而在內部產生電流。這種電流在微小區域內形成迴路，稱之為渦流。渦流電流強度與交變磁場磁通變化率和工件材質有關。渦流在工件中僅集中在表層，有所謂「集膚效應」。表面電流最大，向內逐漸降低。電流值保持表面電流I0的1/e以上的厚度稱為「電流透入深度」(e為自然對數的底)。鋼鐵材料在居里溫度(磁性轉變溫度，中碳鋼約為724℃)以上由於導磁率的突然變化，電流透入深度(△)急劇增大。當被加熱材料與感應器條件相同時，△值取決於感應器中交變電流的頻率(f)，對於鋼鐵材料，△≌500/(mm)。因此要根據淬火層厚度的要求選擇電流頻率。常用的感應加熱用交流電源有3種：(1)高頻。200～300kHz，採用電子管式高頻振盪電源，淬硬層厚度一般為1～3mm。(2)中頻。500～800Hz，採用中頻發電機或可控硅變頻裝置電源，淬硬層厚度一般為6～8mm。(3)工頻。一般工業頻率50Hz，採用加熱變壓器電源，由工業電網供電，淬硬層厚度一般為10～20mm，其電流透入深度則可達50～70mm，適於大件的表面淬火。
電磁感應加熱表面淬火通常是將工件置於一加熱感應圈內，感應圈通入交變電流以形成交變磁場。感應圈多用銅管製成，可以是單圈或多圈的，管內通入冷卻水防止工作時升溫。加熱和噴冷淬火可採用連續和斷續兩種方式，皆可在圖1機構上實現。噴水圈設在加熱器的下方，在連續式加熱-噴冷時，工件在自旋轉(使加熱均勻)的同時向下移動，表面各部位依次加熱和淬冷;在斷續式加熱-噴冷時，工件自旋轉時位置不變，待一定面積被加熱到淬火溫度時，迅速下降並噴水冷卻。
表面淬火時的加熱溫度取決於鋼的成分(臨界點)、原始組織和加熱速度。加熱速度一般在50～500℃/s之間，屬快速加熱。由於鋼在快速加熱時奧氏體形成的動力學的特點，在加熱速度、加熱溫度、鋼的原始組織和淬火後組織、性能幾方面之間具有如圖2所示的關系。Ⅱ區為最佳規范，既具有細晶粒，又具有高硬度。Ⅰ區加熱不足，晶粒雖細小，但加熱時奧氏體形成不充分，淬火硬度不足。Ⅲ區為加熱過度，晶粒長大，硬度也因殘留奧氏體較多而略有下降。
2、火焰加熱表面淬火
將工件置於氧-乙炔(也可用天然氣等)火焰中，表面快速加熱至淬火溫度後噴水淬冷。火焰溫度一般為3000℃左右。本法設備簡單，常用於小批、單件生產或零部件的維修。其設備包括：(1)噴嘴。氧-乙炔按一定比例混合，在相當高的壓力下從噴嘴小孔噴出並被點燃。噴嘴的布置，一般按工件表面製成仿形狀。(2)淬火機床。固定工件和噴嘴位置，並可控制工件(或噴嘴)的旋轉和移動。(3)燃燒控制裝置。保證氧-乙炔氣有穩定的混合比和噴出壓力。
3、電接觸加熱表面淬火
利用觸頭(銅或石墨材質)和工件的接觸電阻，低電壓、大電流，使觸點溫度迅速上升。將觸點以一定速度移過工件表面，即可將表層加熱至淬火溫度，並在工件自身的冷卻下淬硬。本法簡易可行，適於大件的局部表面淬火。
4、電解液加熱表面淬火
以工件作陰極，置於電解液中(常用5%～20%碳酸鈉水溶液)，以電解槽為陽極，通入200～300V直流電。由於電解作用使陰極(工件)表面形成一層氫氣膜。氫氣膜具有大的電阻，溫度迅速升高，並將工件表面加熱到淬火溫度。停電後電解液將工件淬冷。本法適用於大批量生產工件的局部表面淬火。

㈡ 中頻感應加熱設備的安全操作

1、中頻感應加熱變頻設備，有發電機式和可控硅式兩種。中頻電流的最高電壓可達750V左右，使用時必須遵守安全用電規則（變頻機的功率，一般都大於100kW）。中頻機房應通風良好，保持清潔、整齊和乾燥。中頻設備必須有兩人以上方可開機操作，並指定操作負責人。操作人員應熟悉和遵守中頻設備操作規程，並穿戴好規定的防護用品。工件應去除毛刺、鐵屑和油垢，否則容易產生打弧，操作時也要防止工件與感應器接觸產生打弧。使用中頻淬火機床，應注意電氣、機械和液壓傳動等的安全操作規程。設備需由專人修理，修理前用放電棒對電容器等進行放電。嚴禁帶電搶修。
2、工頻感應加熱設備，是用工業電頻率、低電壓、大電流，對大型工件進行加熱淬火或正火。使用時應遵守安全用電規則。
3、為防止大工件工頻感應加熱時炸裂傷人，操作時必須嚴格遵守工頻熱處理操作規程和相應的大件熱處理工藝規程。應先對大工件逐件進行超聲波探傷，凡探傷後發現有白點、嚴重偏析和疏鬆等缺陷的工件，禁止用工頻設備加熱。工件應去除毛刺、鐵屑和油污，以防止打弧。生產操作中，必須指定負責人，操作者必須熟悉和遵守工頻設備操作規程。

㈢ 高頻淬火和中頻淬火的區別

區別：

高頻淬火多數用於工業金屬零件表面淬火，是使工件表面產生一定的感應電流，迅速加熱零件表面，然後迅速淬火的一種金屬熱處理方法。感應加熱設備，即對工件進行感應加熱，以進行表面淬火的設備。

感應加熱的原理：工件放到感應器內，感應器一般是輸入中頻或高頻交流電 (1000-300000Hz或更高)的空心銅管。

產生交變磁場在工件中產生出同頻率的感應電流，這種感應電流在工件的分布是不均勻的，在表面強，而在內部很弱，到心部接近於0，利用這個趨膚效應，可使工件表面迅速加熱，在幾秒鍾內表面溫度上升到800-1000℃，而心部溫度升高很小。

而中頻淬火，就是將金屬件放在一個感應線圈內，感應線圈通交流電，產生交變電磁場，在金屬件內感應出交變電流。

由於趨膚效應，電流主要集中在金屬件表面，所以表面的溫度最高，在感應線圈下面緊跟著噴水冷卻或其他冷卻，由於加熱及冷卻主要集中在表面，所以表面改性很明顯，而內部改性基本沒有，可以有很特殊的熱處理效果。

拓展資料：

1、設備

中頻感應淬火設備主要由中頻電源、淬火控制設備（包括感應器）和淬火機床三部分組成。感應淬火方法是現代機器製造工業中的一種主要的表面淬火方法，具有質量好、速度快、氧化少、成本低、勞動條件好和易於實現機械化、自動化等一系列優點。

根據工件的大小和淬硬層的深淺來確定合適的電源功率和頻率（可以是工頻、中頻和高頻）。感應器的形狀和尺寸主要取決於工件外形和淬火工藝的要求。

淬火機床也隨工件的大小、形狀和淬火工藝要求而有多種多樣。對成批生產的零件，特別是在自動化生產線上，多採用專用機床。一般中、小工廠，由於工件批量多，數量少，多使用通用淬火機床。

2、高頻淬火與普通加熱淬火比較具有：

1、加熱速度極快，可擴大A體轉變溫度范圍，縮短轉變時間。

2、淬火後工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強度。

3、經該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理後可直接裝配使用。

4、淬硬層深，易於控制操作，易於實現機械化，自動化。

5、火焰表面加熱淬火

參考資料：

網路—中頻淬火

網路—高頻淬火

㈣ 凸輪軸有軟帶、過熱開裂，應這樣優化中頻感應淬火工

在現有生產條件下，對基圓半徑為R80mm的凸輪軸進行感應淬火，以解決軟帶、過熱開裂等問題。採用仿形感應器在KGPS（F）-250kW中頻電源和GCLS-1500CNC數控淬火機床上對噴油凸輪軸段、進排氣凸輪軸段的凸輪型面進行感應淬火。經過工藝試驗，解決了淬硬層深度不均勻、過渡區軟帶、升程頂部過熱開裂等難題。

凸輪軸的零件材料為50CrMo4（德國牌號1.7228），其化學成分如表1所示，要求凸輪型面淬硬層深度為5.5～8.5mm，表面硬度為60～64HRC。在進行感應淬火時，存在凸輪桃尖淬硬層深度過深、基圓處淬硬層深度較淺的問題，為了解決這些問題，採取了以下措施：感應器結構優化、電參數選擇、以及淬火過程式控制制。

感應器結構優化：根據零件形狀，公司委託感應器專業製造廠家製作專用仿形感應器，並對感應器基圓部位的兩側增加高度約4mm，確保有效圈與零件間隙在5～6mm，提高感應器加熱均勻性，有效保證了淬硬層深度。

電參數選擇：結合試驗用設備實際狀況，考慮到淬硬層深度較深，感應加熱以傳導方式進行，頻率選用4.5～5.5kHz，電源輸出端變壓器的變壓比取14：1。工藝優化後，中頻電壓為550～600V，直流電壓為475～500V，直流電流為220～240A，功率為90～100kW，以防止局部過熱導致開裂。

淬火過程式控制制：1. 加熱定位：對機械加工中工件兩端的頂尖孔的要求較高，影響感應加熱定位位置，影響淬火質量。2. 淬火過程中的感應器與工件間隙：通過優化設計，調整感應器基圓部位兩側高度，控制感應器與凸輪桃尖間隙、凸輪升降程部間隙和凸輪基圓部間隙，使凸輪加熱溫度趨於均勻，避免淬硬層深度差距過大和過渡區軟帶問題。3. 介質冷卻：通過試驗，使用濃度為10%～12%的AQ251水溶性淬火介質，使用溫度為20～30℃，噴液壓力為1.2MPa，有效避免了零件淬火開裂、軟帶及稜角處剝落等質量缺陷。

工藝驗證：通過線切割檢驗、軸向切樣、腐蝕處理及硬度檢測，感應淬火後的凸輪軸淬硬層深度符合工藝要求，層深均勻且未發現軟帶。經過低溫回火及磁粉探傷，未發現稜角過熱及開裂現象，淬火後的凸輪軸未發現缺陷磁痕，結果表明，通過淬火工藝的改進，基本解決了凸輪軸中頻感應淬火中的質量問題。

通過感應器結構優化、精確控制加熱位置、合理控制感應器有效圈與零件的軸向及徑向間隙、有效控制淬火冷卻介質濃度、溫度、冷卻時間及噴液壓力，提高基圓處淬火溫度和淬硬層深度，降低凸輪桃尖部的淬火溫度和淬硬層深度，避免因溫度差過大導致的淬硬層深度差距過大和過渡區軟帶問題，減少零件淬火開裂、軟帶及稜角處剝落等質量缺陷。熱處理設備和廣告咨詢請聯系孫哿，手機：13811718902，閱讀原文鏈接了解更多詳情。