感应热处理的应用和发展

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1、感应热处理的应用和发展感应加热热处理是用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这种热处理工艺常用于表面淬火，也可用于局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火。20世纪30年代初，美国、苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火。随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。我国感应加热在工业上的应用，起步于20世纪50年代，在机床制造、纺织机制造、汽车、拖拉机工业等部门应用最早，当时的感应加热技术，绝大部分来自前苏联，少部分来自捷克、比利时等国家。50年代末，我国已自制出电子管式高频电源与机械式中频发电机

2、，感应熔炼、感应透热、淬火、介质加热等各种设备与工艺相继在工业上得到应用。60年代后，各个部门、企业在自力更生精神鼓舞下，研制出晶闸管中频电源，改进了电子管式高频电源，并设计、制造了各种型式的淬火机床，其典型结构已汇编入原机械部第六设计院的淬火机集，共55种。对外开放以来，通过出国考察、进口设备、引进技术等多种渠道，工业发达国家的现代感应加热技术逐渐进入了我国工业的各个部门，使感应加热一节能、高效、自动化、高重现性、环保的技术更有效地得到利用。基本原理感应热处理的基本原理是将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变

3、电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小,这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。特点感应加热的主要优点是：①不必整体加热，工件变形小，电能消耗小。②无公害。③加热速度快，工件表面氧化脱碳较轻。④表面淬硬层可根据需要进行调整，易于控制。⑤加热设备

4、可以安装在机械加工生产线上，易于实现机械化和自动化，便于管理，且可减少运输，节约人力，提高生产效率。⑥淬硬层马氏体组织较细，硬度、强度、韧性都较高。⑦表面淬火后工件表层有较大压缩内应力，工件抗疲劳破断能力较高。感应加热热处理也有一些缺点。与火焰淬火相比，感应加热设备较复杂，而且适应性较差，对某些形状复杂的工件难以保证质量。工艺上的优点1、淬火机可以安装在生产线上而不是集中在热处理车间，可减少工件往返运输工作。2、为减少操作者劳动量，采用半自动或全自动的淬火机，如曲轴颈半自动淬火机，履带销全自动淬火机等，履带销淬火生产率达180件

5、/h，工人只需往料斗加零件。3、采用多工件加热感应器，如隔套端面加热感应器一次加热4件，刹车蹄片（矩形面淬火）感应器一次可加热7个工件。4、带夹具感应器解决了工件与感应器同心及定位基准的调整工作，如汽车钢板弹簧销等多种小零件，换上感应器，电、热规范一调整，即刻可以生产，工件进出感应器极快，生产率极高。5、高频淬火采用自回火工艺。一汽、一拖的曲轴颈中频淬火及生产线上用45钢制轴类、销子类小零件均采用K3舍皮里科夫斯基所创建的自回火工艺，节省了电能、劳力与生产面积，简化了工序。6、推广用中碳钢感应淬火代替调质与渗碳工艺，以汽车热处理

6、件为例www.hbhydl.com，感应热处理件的数量与千克重不断增加，建厂开始时（1957年）解放车只31种，148.5kg感应淬火件，到80年代，CA141汽车的感应淬火件已扩大到52种，重245kg，数量为原来的167%，重量为原来的165%。7、电子管高频电源是主要的变频电源，只有第一汽车制造厂大量应用机式中频发电机，并且采用一台变频机供给3～5个淬火台，各个淬火台可以轮流交替工作，即第一台上工件正加热，第二台可以在喷液，第三台可以在装卸料等，大大地提高了机式发电机的负载系数，具体应用国内感应淬火机床及淬火生产线近年来在

7、生产厂与制造厂的共同努力下，也取得长足的进步，突出表现在：1.曲轴感应淬火机床国内专业厂已能生产数控四工位旋转淬火机床（浸液淬火）、六缸曲轴专用淬火机床与单缸曲轴淬火机床，均已配用数控系统、伺服电机、滚珠丝杠传动等先进器件，改变了国内原来长期依赖进口的局面。2.PC钢筋生产线国内钢丝、钢筋热处理生产线，经历了10多年的研制、生产与改进，从凹螺纹预应力钢丝生产线开始，发展到不锈钢丝、低松弛钢丝及钢绞线等多个品种。生产线则由单线发展为双线。电源配置则从晶闸管与超音频电子管电源相组合，发展为晶闸管中频与IGBT电源相组合，因此使得能耗

8、降低，进给速度加快，占地面积减少，与发达国家同类产品相比具有一定的先进性。3.半轴一次加热淬火机床在汽车行业，已成功地采用横向磁场矩形管感应器大功率一次加热半轴杆部及圆弧部的工艺。它替代了原来半轴扫描淬火工艺，生产节拍由6min降至40s，半轴扭转疲劳强度提高1