高频淬火和中频淬火的
区别
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
高频淬火和中频淬火的区别
1、高频淬火淬硬层浅（~2mm）、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为、）；
2、淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为、、和球墨铸铁）
高频的淬火，可以短时间的表层淬硬！晶体组织很细！结构变形小！
中频表面应力比高频的要小
50HZ叫工频，加热深度5～10
1000-10000HZ叫中频
10000HZ以上叫高频
“高频淬火”与“”在原理上是一样的。利用高频率（或中频率、工频）的，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。其原理是：当在一个导体线圈中通过一定频率的交流电时，线圈内外将会产生一个频率相同的交流磁场，如果把工件放在线圈内，工件就会感应出交变电流，并使工件加热。在工件中的分布是不均匀的，电流密度在表面最大，这种现象
成为“表面效应”。透入工件表面的深度主要取决于（周/秒），频率愈高，电流透入深度愈浅，则淬硬层愈薄，所以，可选用不同的频率来达到不同深度的淬硬层。
根据所用不同，感应加热可分为：高频感应加热（20000~1000000周/秒）、中频感应加热
（5000~10000周/秒）和工频感应加热（50周/秒）。
感应加热，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺
感应加热时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬
感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄
因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3
感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产
常用于中碳钢或中碳工件，例如45、、40MnB 等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难
表感应加热种类及应用范围
感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／m m 应用范围
高频感应加热 200～1000kHz ～主要用于要求淬硬层较薄的中、小模数齿轮和中、小尺寸轴类零件。
中频感应加热 2500～8000Hz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮
工频感应加热 50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径零件如轧辊、火车车轮的表面淬火
超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分布中小模数齿轮
高频淬火和中频淬火在感应器的制作上也有区别，一般地，高频感应器在加热通水冷却下，可选用壁厚~的紫铜管，而中频感应器可采用1~3mm的紫铜管。
现在红套时，会采用工频加热器，采用50HZ的交流电源
高频淬火含义与原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、含义 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，利用这个集肤效应，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。 二、原理 利用电流的集肤效应，在零件表面形成电流进而加热工件，实现心部和表面不同的热处理状态； 其中根据电流频率的不同分为工频、中频和高频。分别针对不同的淬硬深度和工件大小。高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 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。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
关于中频表面淬火工艺的技术报告 热处理是机械制造中热加工工艺的一种。它对保证机械产品的质量，延长使用寿命，有着重大的作用。钢的热处理就是利用钢在加热、保温和冷却作用下，其内部发生组织状态（晶体结构、组织形态）、物理状态（比容、残余内应力等）和化学成分分布的变化，而使工件具有预期的工艺性能、机械性能、物理性能和化学性能，以达到便于冷热加工，提高使用寿命，充分发挥材料潜力的目的。钢的热处理基本工艺包括退火、正火、淬火、回火和化学热处理等。根据在车间实习和工作情况，我将主要负责车间中频表面淬火工序的工艺编制。所以将重点放在中频表面淬火工序上。 一、感应加热原理及分类 中频加热是感应表面加热的一种。感应表面加热是利用导体（零件）在高频磁场作用下产生的感应电流（涡流损耗）以及导体内磁场的作用（磁滞损耗）引起导体自身发热而进行加热的。根据设备的频率不同分为：①高频加热，频率为100~500千赫。淬硬层深度为0.3~3㎜，加工工件最小直径为Φ28㎜；②中频加热，一般采用8000赫兹和2500赫兹二种，淬硬层深度：8000赫兹 1.3-5.5㎜，加工工件最小直径为Φ16㎜；2500赫兹 2.4-10㎜，加工工件最小直径为Φ28㎜；③工频加热，频率为50赫兹，淬硬层深度为17-70㎜，加工工件最小直径为Φ200㎜。目前，我车间使用的设备是中频立式淬火机床，频率为8000赫兹。而多年不用的高频淬火机床在车间搬、拆迁过程中已经拆除了。 二、感应加热表面淬火工艺及选择 感应加热工艺参数包括着热处理参数和电参数。热处理参数包括加热温度、加热时间、加热速度以及淬火层深度。电参数包括设备的频率、零件单位面积功率等。 感应加热淬火工艺中几个主要问题： 1、确定零件的技术要求 表面淬火零件的技术要求包括：表面硬度、淬火层深度及淬硬区分布、淬火层组织等。 ⑴.表面硬度：感应淬火后零件的表面硬度要求与材料的化学成分和使用的条件有关。 ⑵.淬火层深度：淬火层深度主要是根据零件的机械性能确定的。 ⑶.淬硬区分布：按零件的几何形状与工作条件的不同，各种表面淬火零件的硬化区部分和尺寸有不同的要求。 ⑷.金相组织：按零件的材料及工作条件，规定各格的等级范围。按评级标准进行金相评级。 2、加热温度的选择 感应加热速度快，与一般加热相比，必须选用较高的加热速度，适宜的加热温度是与钢材的化学成分、原始组织状态及加热速度等因素有关。我车间由于设备的限制，只能采取目测加热温度的方法。 3、设备频率的选择 频率的选择主要是根据淬火层深度和零件的尺寸大小来确定。当设备给定或选定以后，设备的频率就是一个不可调的参数。我车间的设备只有立式淬火机床一台，故工艺选择中不再考虑设备频率。 4、感应加热方法及工艺操作 感应加热方法基本分为两种： ⑴.同时加热法，这种加热法是被加热的表面同时共热升温，零件需要加热的整个部分都被感应器包围着。在大批量生产时，为充分发挥设备潜力，提高生产效率，只要设备输出功率足够的条件下，尽可能采用同时加热。 ⑵.连续加热法，零件表面的加热和冷却时连续不断进行的。连续加热生产率较低，但加
1.退火 将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料 2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火 将钢件加热到Ac3以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能 2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备 3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回
火以得到较好的综合力学性能。 4.回火 将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。 目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和 韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。 应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下 提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强 度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。 5.调质 淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。 目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。 应用要点：1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢；2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理， 以减小变形。 6.时效 将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。 目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工 后的内应力，稳定形状和尺寸。 应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如 紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。 7.冷处理
热处理的节能潜力很大，如何采取措施来加强节能是摆在每一位热处理工作者 面前的重要课题。下面仅就热处理工艺节能作一简单探讨。 1.降低加热温度 一般亚共析碳钢的淬火加热温度在AC3以上30～50℃，共析及过共析碳 钢淬火加热温度为AC1以上30～50℃。但近年来的研究证实，亚共析钢在略 低于Ac3的α＋γ两相区内加热淬火（即亚温淬火）可提高钢的强韧性，降低脆性转变温度，并可消除回火脆性。淬火的加热温度可降低40℃。 对高碳钢采用低温快速短时加热淬火，可减少奥氏体碳含量，有利于获得 良好强韧配合的板条马氏体，不仅可提高其韧度，而且还缩短了加热时间。 对于某些传动齿轮，以碳氮共渗代替渗碳，耐磨性提高40％～60％，疲劳强度提高50％～80％，共渗时间相当，但共渗温度（850℃）较渗碳温度（920℃）低70℃，同时还可减小热处理变形。 2.缩短加热时间 生产实践表明，依工件的有效厚度而确定的传统加热时间偏于保守，因此 要对加热保温时间公式τ＝α·K·D中的加热系数α进行修正。按传统处理工艺参数，在空气炉中加热到800～900℃时，α值推荐为1.0～1.8min/mm，这显 然是保守的。如果能将α值减小，则可大大缩短加热时间。加热时间应根据钢 种工件尺寸、装炉量等情况通过实验确定，经优化后的工艺参数一旦确定后要 认真执行，才能取得显著经济效益。 3.取消回火或减少回火次数 取消渗碳钢的回火，如20Cr钢装载机用双面渗碳活塞销取消回火的疲劳 极限较回火的可提高16％；取消低碳马氏体钢的回火，将推土机销轴套简化为20钢淬火态（低碳马氏体）使用，硬度稳定在45HRC左右，产品强度和耐磨性显著提高，质量稳定；高速钢减少回火次数，如W18Cr4V钢机用锯条采用 一次回火（560℃×1h）代替传统的560℃×1h三次回火，使用寿命提高40％。 4.用低中温回火代替高温回火
高频淬火原理及应用 线圈通以高频电流，产生高频磁场，在铁磁性材料中产生感生电流，由于趋肤效应，感生电流聚积于材料的表面产生热，达到相变温度。激冷达到淬火目的。 感应加热与其它加热炉传导、对流或辐射使工件到达加热温度相比，它具有完全不同的加热原理。其基本原理是：把加热材料（即工件）置于通有交流电流的线圈内，由于交变磁场的作用工件内部会产生感应电势，在感生电势的作用下工件内会产生涡流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。 通过热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，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC，而心部温度升高很小
词语解释 感应加热频率的选择：根据热处理及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。 一、高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。 二、中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 三、工频(50HZ)加热淬硬层深度为10-20mm，一般用于较大尺寸零件的透热，大直径零件（直径300mm以上，如轧辊等）的表面淬火。 感应加热淬火表层淬硬层的深度，取决于交流电的频率，一般是频率高加热深度浅，淬硬层深度也就浅。频率f与加热深度δ的关系，有如下经验公式：δ=20/√f(20°C)；δ=500/√f(800°C)。 式中：f为频率，单位为Hz；δ为加热深度，单位为毫米（mm）。 感应加热表面淬火具有表面质量好，脆性小，淬火表面不易氧化脱碳，变形小等优点，所以感应加热设备在金属表面热处理中得到了广泛应用。 感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。
什么是热处理，常用的热处理方法有几种？ 定义：对固态金属或合金采用适当方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。 1.退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火
操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。
应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。 4.回火 操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。 目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2. 调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。 应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。 5.调质
高频淬火和中频淬火的区别 1、高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm）、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）； 2、中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。 感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺 感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬 感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄 因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3 感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控
制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产 常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难 表5-3 感应加热种类及应用范围 感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／m m 应用范围 高频感应加热 200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件 中频感应加热 2500～8000Hz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮 工频感应加热火 50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径 零件如轧辊、火车车轮的表面淬超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮 表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)， 或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。
高频淬火和中频淬火的 区别 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
高频淬火和中频淬火的区别 1、高频淬火淬硬层浅（~2mm）、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为、）； 2、淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为、、和球墨铸铁） 高频的淬火，可以短时间的表层淬硬！晶体组织很细！结构变形小！ 中频表面应力比高频的要小 50HZ叫工频，加热深度5～10 1000-10000HZ叫中频 10000HZ以上叫高频 “高频淬火”与“”在原理上是一样的。利用高频率（或中频率、工频）的，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。其原理是：当在一个导体线圈中通过一定频率的交流电时，线圈内外将会产生一个频率相同的交流磁场，如果把工件放在线圈内，工件就会感应出交变电流，并使工件加热。在工件中的分布是不均匀的，电流密度在表面最大，这种现象
成为“表面效应”。透入工件表面的深度主要取决于（周/秒），频率愈高，电流透入深度愈浅，则淬硬层愈薄，所以，可选用不同的频率来达到不同深度的淬硬层。 根据所用不同，感应加热可分为：高频感应加热（20000~1000000周/秒）、中频感应加热 （5000~10000周/秒）和工频感应加热（50周/秒）。 感应加热，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺 感应加热时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬 感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄
中频感应淬火设备的应用与说明 中频淬火，就是将金属放在一个通有交流电而产生交变磁场的感应线圈内，使金属件内感应出交流电，由于趋肤效应，电流主要集中在金属表面，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，由于感应加热及冷却主要集中在金属件表面，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。 中频感应淬火设备说明 中频感应淬火设备是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺。是将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬。 感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率越高，集肤效应越强，感应电流集中的表层就越薄，这样加热层深度与淬硬深度也就越薄。淬硬度根据客户的要求，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。 中频感应淬火特点： 1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高 2.工件因不是整体加热，变形小 3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命 5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。 感应淬火机床设备 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。 设备特点 1、采用IGBT器件、元器件全球采购。 2、采用高效率组合谐振技术。 3、采用低电感电路安排。 4、采用大规模数字电路。 5、采用更全面、成熟的保护技术 中频感应淬火设备的应用，具体如下： 1.各种五金工具、手工具。如钳子、扳手、锤子、斧头、旋具、剪刀（园艺剪）等的淬火； 2.各种汽车、摩托车配件。如曲轴、连杆、活塞销、链轮、铝轮、气门、摇臂轴、传动半轴、小轴、拔插等的淬火； 3.各种电动工具。如齿轮、轴心； 4.机床行业类。如机床床面、机床导轨等的淬火； 5.各种五金金属零件、机械加工零件。如轴类、齿轮、链轮、凸轮、夹头、夹具等的淬火； 6.五金模具行业。如小型模具、磨具附件、模具内孔等的淬火；
感应热处理 1.2感应加热原理 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。 a)高频淬火：频率在100～500kHz之间，常用250kHz，表面淬 硬层较浅(一般为1~1.5mm)，常用于较小零件的 表面淬火。 b)中频淬火：频率在0.5～10kHZ之间,常用2.5kHz及8kHz,用于 较大零件的表面淬火(一般淬硬层深2~8mm)及穿 透加热。 c)工频淬火：电流频率为50Hz称为，用于大型工件的表面淬火 及穿透加热。 1.3特点： 1)加热速度快，转变温度升高，转变温度范围扩大，转变所需时间缩短； 2)可在工件表层得到极细的“隐晶马氏体”组织，使表层具有比普通淬火稍高的硬度(高 2~3HRC)和较低的脆性，并具有较高的疲劳强度 3)工件不易氧化和脱碳,变形小。 4)淬硬层深度易控制,淬火操作容易实现机械化和自动化。 1.4 常见设备： 多功能淬火机床；全自动CVJ/TJ淬火机床；机器人 2.感应热处理应用举例 感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火，目的是提高这些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力。 应用一：双频感应淬火技术 利用双频感应电流对汽车齿轮进行感应加热，高低频率电流分别加热齿部基圆以上和齿部基圆以下，淬火后可以得到仿形效果非常理想的硬化层分布，热处理变形非常小。 应用二：齿条接触式感应淬火技术 将齿条作为感应器导电线路的一部分，并充分利用邻近效应的作用，使绝大部分的交变电流汇聚于齿部，其优点是加热速度快，生产效率高，耗能低，感应热处理质量稳定。 3.存在的问题及发展前景 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。
感应淬火变压器 超薄淬火变压器 感应加热是表面淬火最理想的一种加热方式。由于邻近效应和集肤效应的影响，感应加热时只是工件中靠近外表皮透入深度为定值的一层直接发热，内部发热很少；如果控制加热时间，增大加热功率，是直接加热层的热量来不及传到工件内部，这样就可以满足表面淬火的要求。 表面淬火如图感应线圈流过很大的中频电流而将工件表面加热。对一般工件加热时间只有几秒钟，共件内部温度根本来不及上升，然后断点，并迅速喷水使工件表面冷却。感应线圈用铜管通水冷却，线圈的形状要刚好包住工件，它与工件间的间隙要尽可能的小。淬火层的深度是一个重要的工艺要求，它对产品的质量有很大影响。淬火层的深度主要决定于加热电源的频率，频率越高，则透入深度越小，
直接加热层及淬火深度也越浅。淬火加热电源的频率分为中频（2.5和8khz）和高频（70-300kz）两大类。中频淬火深度与电源的频率的关系是电源频率：8khz淬火层深度1.3-3.5mm、2.5khz淬火层深度2.4-10mm。 电源的功率对淬火层深度也有影响。功率越大，加热时间短，直接加热层的热量来不及向内部传播。淬火层就越浅。中频淬火所需要的电源功率与淬火面积有关，一般取单位面积的功率为（0.5-2）kw/平方厘米。 高频淬火变压器主要用于中高频淬火、弯管、焊接、热轧、透热等感应加热，为中频电源降压，隔离及阻抗匹配。同时其主要应用在感应加热领域，感应加热的基本原理就是将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场，在工件中相应地产生了感应电动势，在工件表面形成感应电流，即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下，电能转化为热能，使工件表面温度达到淬火加热温度，可实现表面淬火。宁夏银利电器制造有限公司专业设计、生产中、高频，大功，具有匝比调节灵活、结构紧凑合理、耦合好，漏感小，使用方便等特点。用户在按产品所规定的功率、频率、水冷却要求等条件使用时，可分别应用于间断工作或连续工作方式。 结构特征：变压器由壳式结构的单项铁芯组成，采用δ=0.2mm 3K 高矽矽钢片叠装而成。铁芯线圈均有水冷措施，线圈采用交叠式，匝比变化多，原副边可根据需要任意组合成奇偶数匝比，以适应不同用户不同负载匹配。 工作条件：使用场合必须有供冷却的水源，冷却水的水压要求为0.15MPa—0.2MPa，冷却水中不得有机械杂质，硬度不得超过10个单位。变压器投入运行时，不得断水，进水温度不得超过33℃，出水温度不得超过65℃。总耗水量约为7—10吨/小时，建议使用
1、高频淬火淬硬层浅（1.5~2mm）、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类（所用材料为45号钢、40Cr）； 2、中频淬火淬硬层较深（3~5mm），适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等（所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨铸铁）。 感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺 感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬 感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3 感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产 常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难 表5-3 感应加热种类及应用范围
感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／m m 应用范围 高频感应加热 200～1000kHz 0.5～2.5 中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件 中频感应加热 2500～8000Hz 2～10 较大尺寸的轴和大中模数齿轮 工频感应加热火 50Hz 10～20 较大直径零件穿透加热，大直径 零件如轧辊、火车车轮的表面淬 超音频感应加热 30～36kHz 淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮 表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)， 或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。 火焰表面淬火 用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却 淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52 这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用
1.退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料；2.一般在毛坯状态进行退火。 2.正火 操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力。 应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。 3.淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。 4.回火 操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、
关于感应淬火机床的结构与性能的介绍 一、感应淬火机床的类型： 感应淬火机床按所配电源设备区分，可分为高频淬火机床和中频淬火机床；按机床功能区分，可分为通用淬火机床和专用淬火机床。 最早的淬火机床是由金属切削机床改制而成的，淬火机床和金属切削机床所不同处有三点，即没有切削金属所产生的负载，有电磁场，有淬火冷却介质和电器以及感应器等的冷却水要求。 二、淬火机床常用的数控系统： 目前国内外数控系统品种繁多，用途不尽相同，适合淬火机床特点的数控系统有如下几种：（1）国产经济型数控系统：这种系统编程简单易学，操作方便，价格低廉，在中、抵挡数控通用淬火机床上应用。但是，该系统应用在通用淬火机床上存在一些问题：一是系统输出、输入接口是按机加工机床功能要求设计的，特别是输入接口相对较少；二是相邻两条指令时，其间有0.4s间隔时间，不能做到加热结束后立即喷液（对小型工件一般要求加热后立即喷液）;三是选用双坐标数控系统一个用于升降、一个用于旋转（分度）时，双坐标同时连续运动是会相互影响，所以将这种经济型数控系统用于通用淬火机床需进行必要的改造。（2）国外经济型数控系统：国外的经济型数控系统有多种品牌，多种型号，其中以Siemense802系列常用。这种系统具有功能完善、性能良好、稳定可靠、精度高、储存程序量大等特点，但价格偏高、维修成本高。 （3）工业控制计算机数控系统：工控机应用于淬火机床可以充分利用PC机的硬件（如586、Pentium III）与软件（如DOS、Windows、Win98/Me、WindowNT/2000）资源融合最新控制理论及网络技术，实现最为复杂的控制和更强的软件功能。 三、通用淬火机床的传动方式一般有几种？哪种比较稳定？ 按主要传动型式可分为液压式和全机械式。液压传动具有结构简单、驱动力大、移动速度快（可达150mm/S以上）等优点。单存在移动速度不稳定、定位精度低等缺点，液压驱动感应淬火机床渐趋淘汰。全机械式传动分为T型丝杠、滚珠丝杠、直线移动导轨等多种传动形式。全机械式传动具有移动速度快、定位精准高、易实现变速移动等优点。 按移动部分机械结构形式可分为滑板式、导柱式两种。滑板式是我国应用数量最多的二结构形式，其床身往往采用经过时效处理的铸造或焊接结构，承载量大，稳定性好，可以加工较大、较重的工件，适用范围最广，但该形式具有床身笨重，滑动不灵活，导轨加工复杂等缺点。导柱式结构在欧美国家较常见，这种结构的主要优点是机床重量轻，运动灵便，便于实现与淬火液循环冷却系统的一体化设计，但不太适应大、重工件的加工，在行程大时稳定性稍差（如工件振动）. 四、淬火工件扫描淬火时，应如何选取工件移动或变压器感应器组移动方式？ 淬火机床一般有两种传动方式，一种是工件移动并传动，另一种是工件移动升降而变压器感应器组作升降移动。 两种传动方式的选定主要考虑以下因素： 1）从整个淬火机床高度（或长度）考虑，工件长度超过2m时，一般选用变压器感应器度移动。因为这样设计，淬火机床的总高度（或长度）可以较低（短）。扫描淬 火机床的总高度如采用工件移动，一般为工件扫描长度的1倍以上，两者相比。优 越性可见。因此，小型通用淬火机床、凸轮轴、半轴、转向齿条淬火机均采用此种 工件移动并转动的方式，而工件长度超过2m的立式淬火机军此阿勇变压器感应器 组移动方式。
2、感应加热装置功率的确定 （1）关于感应加热装置各种功率的概念及其关系 a)直流输入功率 电子管式高频装置的直流输入功率为阳极电压和阳极直流分量之乘积，即Po=E a·I a0。GP100-C4型的最大直流输入功率P0=13.5kV ×12A=162kW。 b）额定振荡功率 额定振荡功率为最大直流输入功率转换为振荡功率的最大值，额定振荡功率是在阳极电压、阳极电流、阳极损耗为额定值，振荡器工作在最佳状态下（弱过压状态）进行测定的。额定振荡功率实际就是额定输出功率，它是高频装置很重要的技术指标。 额定振荡功率P1=ηa P0。ηa是阳极效率（即振荡管效率），其值为0.6~0.8。若取ηa=0.65，则直流输入功率为162kW的高频装置，其额定振荡功率P1=ηa P0=0.65×162kW≈100kW。 对于中频感应加热装置来说，没有直流转换环节，所以只有额定输出功率指标。 c）负载吸收功率 负载吸收功率是指额定振荡功率在振荡器回路产生各种损耗后，最后传输到工件使工件加热所消耗的电功率。回路损耗主要包括淬火变压器的传输损耗、感应器的传输损耗和回路传输损耗（回路电阻损耗、栅极激励损耗和短路线圈损耗等）。所以负载吸收功率P L： P L＝P1ηBηMηC（6-2-16） 式中P1——额定振荡功率； ηB——淬火变压器效率，0.65-0.85，常取0.8； ηM——感应器电效率，0.65-0.85,常取0.8； ηC——回路的传输效率，0.9。 若额定振荡功率为l00kW，根据式（6-2-16）可算得负载吸收功率P L约为58kW。 （2）加热零件单位表面功率的确定 零件单位表面功率又称比功率，是指被加热零件单位面积上所需要的功率。比功率是计算零件需要的总功率，进而选择感应装置功率的最基本的依据。 比功率与淬火层深度、零件大小、加热时间、电流频率以及加热方法有关。比功率大小直接影响加热速度的快慢。比功率越大，加热愈快，淬火层越深。 准确确定比功率较困难，生产上常采用近似估算、查图表或取经验数据等方法确定。表6-2-9为比功率的使用范围。 一般来讲，零件淬火面积愈小，或零件尺寸愈小，形状愈简单，使用频率愈低，淬火层要求较浅，材料原始组织较细密，材料为中碳钢或中碳低合金钢时，宜选用比功率使用范围的上限，以获得较快的加热速度，在较短的加热时间内获得较薄的淬火层。反之，应取比功率使用范围的下限。例如铸铁零件，原始组织中有带状组织或大块铁素体，形状复杂（如齿轮、花键轴及油孔、键槽的零件），应选用较小的比功率。 （3）零件加热所需要的总功率 acd)一次淬火（一次加热） 将确定的比功率P b乘以一次淬火面积S(一次加热面积)得零件加热所需的总功率P A，即： P A =P b S （6-2-16）式中P b——比功率； S——一次加热面积。
浅谈激光淬火 摘要:激光淬火技术是一项高新技术，因其与传统淬火技术相比具有加工精度高、加工变形小、加工柔性好、无污染、噪音小等优点，使其在轮船、汽车等许多工业生产部门得到广泛应用。文章叙述了激光淬火的原理、工艺特点、应用以及激光淬火的研究现状与发展趋势。 关键词:激光淬火; 工艺特点；研究现状；发展趋势 Discussion of Laser Quenching Abstract：Laser quenching technology is a high and new technology．Compared with the traditional methods of quenching，it has a lot of advantages，such as high precision，small deformation，no pollution，little noise，So it is applied to steamboat，automotive，lots of production department．Mechanism,technology features,application and reality of laser quenching technology and research progress of laser quenching technology were discussed in the paper. Keywords:l aser quenching;technology feature;reality;research progress 0 前言 1960年世界上第一台激光器的诞生，将激光引入科学研究领域，从此光学技术迅猛发展，以激光作为“光工具”的新兴制造技术开始登上历史舞台，引领制造技术进入激光制造的新时代[1]。激光因其具有高亮度、高单色性、高方向性 和高相干性四大特性，给激光加工带来了一些其它加工方法所不具备的特性[2]。由于激光加工属于无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形；在激光加工过程中，用激光束代替了刀具，因此无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件；激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小，因此其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小或无需加工[3]；激光束易于导向、聚焦以及实现方向变换，极易与数控系统配合对复杂工件进行加工，因此它是一种极为灵活的加工方法；生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。激光加工的优越性使其成为激光应用中最有发展前途的领域，现在己开发出20多种激光加工技术[4]，激光淬火技术就是激光加工中研究较早、进展较快、应用较广的一种新工艺，已广泛用于材料的表面强化中，并且应用领域在不断地扩大。 1 激光淬火的原理及特点 激光淬火技术是近年来迅速发展起来的一项高新技术，激光淬火又称激光相变硬化,是指铁基合金在固态下经受激光照射,使表层以极快的速度(升温速度可达105-106 ℃/s)被迅速加热至奥氏体化状态(但低于熔化温度),当激光停止照射后,处于冷态的基体使其表面迅速冷却(冷却速度可达105℃/s)而进行自冷淬火,从而使激光加热形成高温奥氏体转变成马氏体，实现激光相变硬化[5]。激光
关于我厂轴头采用中频表面淬火的优、缺点报告 曲厂长: 中频表面淬火常用的频率为1000~10000Hz，功率为100~500KW的中频发电机或可控硅变频装置，硬化层深度一般为2~10mm。 与高频表面淬火相同，中频淬火轴头表面是马氏体组织，具有很高的硬度，芯部为回火索氏体组织，具有良好的韧性，所以可以提高工件表面的硬度、耐磨性及疲劳抗力。采用中频感应加热表面淬火工艺可以显著的提高工件的抗疲劳性，大大降低对缺口的敏感性，如材料均为40CrNiMo 直径Ф20、缺口深度0.4mm、锥角60°、圆角半径0.2mm 的缺口试样，在调质后疲劳极限是14kgf/mm2，而经过表面淬火的疲劳极限试样为60kgf/mm2。疲劳强度的提高是由于表层本身强度增高和形成较大的表面压应力所致。 若淬火层过浅，过渡区（此处存在表面残余拉应力）接近表面，疲劳强度相应降低，淬火层厚度过深，也会减少表面残余压应力，使疲劳强度降低，所以，选择最佳的淬火层深度，能获得最高的抗疲劳性能，假如硬化层分布不合理，过渡区漏出表面，将成为疲劳断裂源，使疲劳寿命比不经表面淬火的还低。 我厂轴头材料为40MnBH，使用状态为调质HB241-285，从材料和组织状态来看，符合中频表面淬火所要求的材料和
组织状态。但存在以下几个方面的问题： 1、我厂轴头毛坯成形采用锻造工艺，不可避免产 生魏氏组织，如果调质处理时未消除魏氏组织 或调质不当，将使局部表面淬火的硬化层分布 不当，造成应力集中形成疲劳源而破坏。 2、轴头进行表面淬火时，硬化层的分布对工件的 承载能力具有重要影响，而我厂轴头需要中频 表面淬火的部位存在淬火区段和非淬火区段过 渡的问题，在离淬硬层一定距离外存在拉应力 峰值，若和外加载荷叠加，特别是在截面突变 区域，很可能导致断裂。所以，要避免此类情 况发生，应使轴肩部位硬化，但又易产生尖角 效应。 3、表面淬火后，回火的温度比正常淬火回火温度 低，一般是150~180℃，但是焊接轴头后，由于 焊接的作用，淬火的部位温度一般要大于 180℃，将是淬硬层硬度下降，降低中频淬火的 效果。 报告人：夏万利 2003-9-8