中频感应淬火机床怎么使用

㈠ 表面淬火都有哪些方式方法

表面淬火仅使钢铁工件的表面得到淬火的一种表面热处理工艺。目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部仍具有较高的韧性。常用于轴类、齿轮类等零件。操作时利用快速加热的方法使工件表层奥氏体化，然后立即淬火使表层组织转变为马氏体，心部组织基本不变。表面淬火后一般进行低温回火。根据加热方法不同，可分为感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火等，其中以前两种方法应用最广。
加热用的能源通常有电磁感应加热，火焰加热，电接触加热及在电解液中加热;并可采用更高密度的能源，如电子束、激光、电弧等。能源提供的能量密度越高，则表面加热和淬硬层越薄。
1、电磁感应加热表面淬火
铁磁性物质的工件处在交变磁场中时，会因感应而在内部产生电流。这种电流在微小区域内形成回路，称之为涡流。涡流电流强度与交变磁场磁通变化率和工件材质有关。涡流在工件中仅集中在表层，有所谓“集肤效应”。表面电流最大，向内逐渐降低。电流值保持表面电流I0的1/e以上的厚度称为“电流透入深度”(e为自然对数的底)。钢铁材料在居里温度(磁性转变温度，中碳钢约为724℃)以上由于导磁率的突然变化，电流透入深度(△)急剧增大。当被加热材料与感应器条件相同时，△值取决于感应器中交变电流的频率(f)，对于钢铁材料，△≌500/(mm)。因此要根据淬火层厚度的要求选择电流频率。常用的感应加热用交流电源有3种：(1)高频。200～300kHz，采用电子管式高频振荡电源，淬硬层厚度一般为1～3mm。(2)中频。500～800Hz，采用中频发电机或可控硅变频装置电源，淬硬层厚度一般为6～8mm。(3)工频。一般工业频率50Hz，采用加热变压器电源，由工业电网供电，淬硬层厚度一般为10～20mm，其电流透入深度则可达50～70mm，适于大件的表面淬火。
电磁感应加热表面淬火通常是将工件置于一加热感应圈内，感应圈通入交变电流以形成交变磁场。感应圈多用铜管制成，可以是单圈或多圈的，管内通入冷却水防止工作时升温。加热和喷冷淬火可采用连续和断续两种方式，皆可在图1机构上实现。喷水圈设在加热器的下方，在连续式加热-喷冷时，工件在自旋转(使加热均匀)的同时向下移动，表面各部位依次加热和淬冷;在断续式加热-喷冷时，工件自旋转时位置不变，待一定面积被加热到淬火温度时，迅速下降并喷水冷却。
表面淬火时的加热温度取决于钢的成分(临界点)、原始组织和加热速度。加热速度一般在50～500℃/s之间，属快速加热。由于钢在快速加热时奥氏体形成的动力学的特点，在加热速度、加热温度、钢的原始组织和淬火后组织、性能几方面之间具有如图2所示的关系。Ⅱ区为最佳规范，既具有细晶粒，又具有高硬度。Ⅰ区加热不足，晶粒虽细小，但加热时奥氏体形成不充分，淬火硬度不足。Ⅲ区为加热过度，晶粒长大，硬度也因残留奥氏体较多而略有下降。
2、火焰加热表面淬火
将工件置于氧-乙炔(也可用天然气等)火焰中，表面快速加热至淬火温度后喷水淬冷。火焰温度一般为3000℃左右。本法设备简单，常用于小批、单件生产或零部件的维修。其设备包括：(1)喷嘴。氧-乙炔按一定比例混合，在相当高的压力下从喷嘴小孔喷出并被点燃。喷嘴的布置，一般按工件表面制成仿形状。(2)淬火机床。固定工件和喷嘴位置，并可控制工件(或喷嘴)的旋转和移动。(3)燃烧控制装置。保证氧-乙炔气有稳定的混合比和喷出压力。
3、电接触加热表面淬火
利用触头(铜或石墨材质)和工件的接触电阻，低电压、大电流，使触点温度迅速上升。将触点以一定速度移过工件表面，即可将表层加热至淬火温度，并在工件自身的冷却下淬硬。本法简易可行，适于大件的局部表面淬火。
4、电解液加热表面淬火
以工件作阴极，置于电解液中(常用5%～20%碳酸钠水溶液)，以电解槽为阳极，通入200～300V直流电。由于电解作用使阴极(工件)表面形成一层氢气膜。氢气膜具有大的电阻，温度迅速升高，并将工件表面加热到淬火温度。停电后电解液将工件淬冷。本法适用于大批量生产工件的局部表面淬火。

㈡ 中频感应加热设备的安全操作

1、中频感应加热变频设备，有发电机式和可控硅式两种。中频电流的最高电压可达750V左右，使用时必须遵守安全用电规则（变频机的功率，一般都大于100kW）。中频机房应通风良好，保持清洁、整齐和干燥。中频设备必须有两人以上方可开机操作，并指定操作负责人。操作人员应熟悉和遵守中频设备操作规程，并穿戴好规定的防护用品。工件应去除毛刺、铁屑和油垢，否则容易产生打弧，操作时也要防止工件与感应器接触产生打弧。使用中频淬火机床，应注意电气、机械和液压传动等的安全操作规程。设备需由专人修理，修理前用放电棒对电容器等进行放电。严禁带电抢修。
2、工频感应加热设备，是用工业电频率、低电压、大电流，对大型工件进行加热淬火或正火。使用时应遵守安全用电规则。
3、为防止大工件工频感应加热时炸裂伤人，操作时必须严格遵守工频热处理操作规程和相应的大件热处理工艺规程。应先对大工件逐件进行超声波探伤，凡探伤后发现有白点、严重偏析和疏松等缺陷的工件，禁止用工频设备加热。工件应去除毛刺、铁屑和油污，以防止打弧。生产操作中，必须指定负责人，操作者必须熟悉和遵守工频设备操作规程。

㈢ 高频淬火和中频淬火的区别

区别：

高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。

感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的空心铜管。

产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

而中频淬火，就是将金属件放在一个感应线圈内，感应线圈通交流电，产生交变电磁场，在金属件内感应出交变电流。

由于趋肤效应，电流主要集中在金属件表面，所以表面的温度最高，在感应线圈下面紧跟着喷水冷却或其他冷却，由于加热及冷却主要集中在表面，所以表面改性很明显，而内部改性基本没有，可以有很特殊的热处理效果。

拓展资料：

1、设备

中频感应淬火设备主要由中频电源、淬火控制设备（包括感应器）和淬火机床三部分组成。感应淬火方法是现代机器制造工业中的一种主要的表面淬火方法，具有质量好、速度快、氧化少、成本低、劳动条件好和易于实现机械化、自动化等一系列优点。

根据工件的大小和淬硬层的深浅来确定合适的电源功率和频率（可以是工频、中频和高频）。感应器的形状和尺寸主要取决于工件外形和淬火工艺的要求。

淬火机床也随工件的大小、形状和淬火工艺要求而有多种多样。对成批生产的零件，特别是在自动化生产线上，多采用专用机床。一般中、小工厂，由于工件批量多，数量少，多使用通用淬火机床。

2、高频淬火与普通加热淬火比较具有：

1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。

2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。

3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。

4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。

5、火焰表面加热淬火

参考资料：

网络—中频淬火

网络—高频淬火

㈣ 凸轮轴有软带、过热开裂，应这样优化中频感应淬火工

在现有生产条件下，对基圆半径为R80mm的凸轮轴进行感应淬火，以解决软带、过热开裂等问题。采用仿形感应器在KGPS（F）-250kW中频电源和GCLS-1500CNC数控淬火机床上对喷油凸轮轴段、进排气凸轮轴段的凸轮型面进行感应淬火。经过工艺试验，解决了淬硬层深度不均匀、过渡区软带、升程顶部过热开裂等难题。

凸轮轴的零件材料为50CrMo4（德国牌号1.7228），其化学成分如表1所示，要求凸轮型面淬硬层深度为5.5～8.5mm，表面硬度为60～64HRC。在进行感应淬火时，存在凸轮桃尖淬硬层深度过深、基圆处淬硬层深度较浅的问题，为了解决这些问题，采取了以下措施：感应器结构优化、电参数选择、以及淬火过程控制。

感应器结构优化：根据零件形状，公司委托感应器专业制造厂家制作专用仿形感应器，并对感应器基圆部位的两侧增加高度约4mm，确保有效圈与零件间隙在5～6mm，提高感应器加热均匀性，有效保证了淬硬层深度。

电参数选择：结合试验用设备实际状况，考虑到淬硬层深度较深，感应加热以传导方式进行，频率选用4.5～5.5kHz，电源输出端变压器的变压比取14：1。工艺优化后，中频电压为550～600V，直流电压为475～500V，直流电流为220～240A，功率为90～100kW，以防止局部过热导致开裂。

淬火过程控制：1. 加热定位：对机械加工中工件两端的顶尖孔的要求较高，影响感应加热定位位置，影响淬火质量。2. 淬火过程中的感应器与工件间隙：通过优化设计，调整感应器基圆部位两侧高度，控制感应器与凸轮桃尖间隙、凸轮升降程部间隙和凸轮基圆部间隙，使凸轮加热温度趋于均匀，避免淬硬层深度差距过大和过渡区软带问题。3. 介质冷却：通过试验，使用浓度为10%～12%的AQ251水溶性淬火介质，使用温度为20～30℃，喷液压力为1.2MPa，有效避免了零件淬火开裂、软带及棱角处剥落等质量缺陷。

工艺验证：通过线切割检验、轴向切样、腐蚀处理及硬度检测，感应淬火后的凸轮轴淬硬层深度符合工艺要求，层深均匀且未发现软带。经过低温回火及磁粉探伤，未发现棱角过热及开裂现象，淬火后的凸轮轴未发现缺陷磁痕，结果表明，通过淬火工艺的改进，基本解决了凸轮轴中频感应淬火中的质量问题。

通过感应器结构优化、精确控制加热位置、合理控制感应器有效圈与零件的轴向及径向间隙、有效控制淬火冷却介质浓度、温度、冷却时间及喷液压力，提高基圆处淬火温度和淬硬层深度，降低凸轮桃尖部的淬火温度和淬硬层深度，避免因温度差过大导致的淬硬层深度差距过大和过渡区软带问题，减少零件淬火开裂、软带及棱角处剥落等质量缺陷。热处理设备和广告咨询请联系孙哿，手机：13811718902，阅读原文链接了解更多详情。