高频感应淬火硬度低问题浅析
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淬火时硬度不足的解决方法在生产中, 有时会出现淬火后硬度不足情况, 这是热处理淬火过程中常见的缺陷。
”硬度不足”有两种表现, 一种表现为整个工件硬度值低, 另一种表现为局部硬度不够或出现软点。
当出现硬度不足的现象时, 要用硬度试验或金相分析等方法分析是哪种”硬度不足”, 然后从原材料、加热工艺、冷却介质、冷却方法以及回火温度等方面找原因, 从而找出解决办法。
1.原材料方面1. 1 原材料选择不当或发错料应该用中碳钢或高碳钢制造的零件而错用低碳钢, 应该用合金工具钢制造的零件而错用普通高碳钢都会造成硬度不足或出现软点。
例一: 应当采用45#钢制造的齿轮, 其淬火硬度应为 60HRC 左右, 而错误地选择为 25#钢, 结果是硬度 380HBS左右; 例2: 应该用 9M n2V 制造的模具, 而错用成 T 8钢, 由于9M n2V 与 T 8 钢的火花较难分辨, 淬火时误按9M n2V 的淬火工艺淬火, 采用油冷, 结果硬度只有50HRC左右。
以上两种情况属于整体硬度不足, 可以用硬度试验或金相试验来判定。
解决办法: 1 设计时应选择合适的材料; o加强材料管理, 材料进库前先进行化学分析, 然后分类作标记, 可以有效避免发错料; 热处理操作者应当在操作前进行火花分析, 以粗略鉴别零件材料是否符合图纸要求; 当工件截面较大或工件截面厚薄悬殊时, 若采用工具钢, 由于其淬透性不好, 会造成大截面处内部硬度偏低现象, 此时应改用淬透性好的合金钢。
1. 2 原材料显微组织不均匀造成局部硬度不足或出现软点显微组织出现如下情况之一: 碳化物偏析或聚集现象, 如铁素体聚集、出现石墨、严重魏氏体组织等都会出现硬度不足或软点。
解决办法: 在淬火前进行反复锻打或预备热处理 (如正火或均匀化退火 )使组织均匀化。
2.加热工艺方面2. 1 淬火加热温度低, 保温时间不足如亚共析钢, 当加热温度在 Ac3与 Ac1之间(例如 25#钢淬火加热温度低于 860e) 时, 因铁素体未完全溶入奥氏体, 淬火后不能得到均匀一致的马氏体, 得到的是铁素体和马氏体, 影响工件硬度。
竭诚为您提供优质文档/双击可除高频感应加热表面淬火实验报告篇一:高频感应加热表面淬火-验证高频感应加热表面淬火一、实验目的1、了解感应加热的原理;2、了解电流透入深度与材料电阻率及电流频率之间的关系;3、了解淬硬层深度的测定方法;4、掌握高频感应加热淬火的方法。
二、实验原理1.电磁感应当感应线圈通以交流电时,在感应线圈的内部和周围同时产生与电流频率相同的交变磁场,将工件置于高频感应线圈内,受电流交变磁场的作用,在工件内相应地产生感应电流,这种感应电流在金属工件内自行闭合,称为涡流。
其感应电动势瞬时值为:d?e??Kd?式中,K-比例系数;ф-工件上感应电流回路包围面积上的总磁通;dф/dτ-磁通量变化率;负号表示感应电动势方向与磁通量变化率方向相反。
工件中感应出来的涡流方向,在每一瞬时和感应线圈中的电流方向相反。
涡流强度If取决于感应电动势(e)及工件涡流回路的电抗(Z),而电抗Z由电阻R和感抗(xL)组成,则涡流强度:eeIf??Z2R2?xL2.表面效应涡流强度If随高频电磁场强度由工件表面向内层逐渐减小而相应减小的规律称为表面效应或集肤效应。
离表面x 处的涡流强度:x?Ix?I0?e式中,I0-表面最大的涡流强度;x-到工件表面的距离;Δ-与工件材料物理性质有关的系数。
所以,当x=0时,Ix=I0当x>0时,Ix<I01?0.368(:高频感应加热表面淬火实验报告)I0e工程规定,当涡流强度从表面向内层降低到表面最大涡流强度的36.8%(即1I0?)时,由该处到表面的距离Δ称为电流透入深度。
e 在感应加热实践中,钢中电流透入深度的计算常常使用下列简化公式:20在20℃时:?20?(mm)f500在800℃时:?20?(mm)f?当x=Δ时,Ix?I0?式中,f-感应线圈交流电频率。
3.淬硬层深度工件经感应加热淬火后的金相组织与加热温度沿截面分布有关,一般可分为淬硬层、过渡层及心部组织三部分。
随着淬火机技术的不断成熟,高频淬火机已经涉及到多个行业中,纺织、冶金、自动化出产流水线、数控机床等工业产出方面有涉及,在试验室器件方面也很广泛,是科研机构、大专院校等产品开发、质量操控和和生产过程中使用的理想设备,汽车工业领域中的轴承、电控制器、发动机控制等应用也比较多。
小型高频淬火机体积小,效率高,节能还环保,因而很受欢迎。
小型高频淬火机使用久了,会出现一系列的小故障或者运行过程中出现问题,师傅总结了小型高频淬火机常见的故障排除法:
一、因欠压引起的故障
排除方法是、可的设备面板的可调电阻进行正时针方向或逆时针方向调节在,直到面板欠压灯不亮为止。
二、水温故障
排除法一、是在工作中出现的水温报警是因为水热引起的要把水温降下来即可,也可能是水路堵塞造成的、找到是那一路水出现堵塞清除即可。
排除法二、是因水温继电器故障引起的更换即可。
三、水压报警
排除法一、要检查水压表是否正常看有无勋坏或调整水压高低看能否正常。
排除法二、要检查水泵压力看有无堵塞现象。
四、过流排除
排除法一、要检查看有无炉体线圈短路打火现象,按过流复位按钮即可。
排除法二、可能是控制电路的、主板、驱动板出现故障更换即可。
五、启动不起来
排除法、可能负载有变化要调整频率开关调整到适合启动的位置为止。
六、烧380V小板
排除法、可能是炉体或感应器打火引起的、要处理好即可使用。
机器使用时间久了之后出现故障是正常的情况,出现故障后要做的是排查故障,找对问题及时处理,才不后影响工作,减少故障带来的损失。
淬火热处理后硬度不足的原因分析1.钢材料成分不合适:淬火处理的效果受到钢材料的化学成分影响较大。
如果钢材料中含有过量的石墨、硅、磷等杂质,或者含有过少的合金元素(如碳、铬、钼等),则淬火后的材料硬度可能不足。
因此,在选择材料时,需要确保其成分符合淬火处理的要求。
2.淬火温度不正确:淬火温度是影响材料硬度的重要因素之一、如果淬火温度过高或过低,都可能导致材料的硬度不足。
如果温度过高,会导致晶粒长大,使材料的硬度降低;而温度过低,则可能导致材料的组织过于脆性。
因此,在进行淬火处理时,需要根据具体材料的要求选择适当的淬火温度。
3.冷却速度不合适:淬火处理中的冷却速度也是影响材料硬度的重要因素之一、如果冷却速度过快或过慢,都可能导致材料硬度降低。
过快的冷却速度会产生过大的残余应力,导致材料开裂;而过慢的冷却速度则可能导致晶粒长大,使材料的硬度不足。
因此,在冷却过程中需要控制合适的冷却速度。
4.工艺参数不正确:淬火工艺中的一些参数,如保温时间、保温温度等,也可能影响材料的硬度。
如果保温时间过长或温度过高,也会导致材料的硬度不足。
因此,在进行淬火处理时,需要根据具体材料的要求选择适当的工艺参数。
5.设备问题:淬火处理的设备也可能对材料硬度产生影响。
如淬火介质的选择、淬火介质的温度控制等都可能导致材料硬度不足的问题。
因此,在进行淬火处理时,需要确保设备的正常运行和维护。
综上所述,淬火热处理后材料硬度不足的原因可能包括材料成分不合适、淬火温度不正确、冷却速度不合适、工艺参数不正确以及设备问题等。
为了解决这些问题,需要在材料的选择、工艺参数的确定和设备的维护等方面进行改进和调整,以确保淬火后材料达到所需的硬度。
45钢高频淬火性能研究学号:姓名:45钢高频淬火性能研究45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。
本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。
利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。
同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。
结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。
关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度目录第一章前言............................................... 错误!未定义书签。
(一)感应加热淬火工艺概述.. (1)(二)感应加热淬火技术特点 (2)(三)高频感应淬火技术的应用........................... -错误!未定义书签。
(四)感应加热淬火技术的发展............................. 错误!未定义书签。
(五)感应淬火常见问题及原因............................. 错误!未定义书签。
(六)45钢齿轮热处理.................................... 错误!未定义书签。
第2章工艺方案制定与实验过程............................. 错误!未定义书签。
(一)工艺设定........................................... 错误!未定义书签。
(二)实验过程........................................... 错误!未定义书签。
(1)实验目的.......................................... 错误!未定义书签。
感应加热表面淬火感应加热表面淬火是利用电磁感应加热原理,使零件在交变磁场中切割力线,在表面产生感应电流,又根据交流电集肤效应,以涡流形式将零件表面快速加热,而后急冷的淬火方法。
它在热处理领域中占有重要地位,这一技术已经在我国被广泛应用。
感应加热表面淬火的使用频率不同,可以分为超高频(27MHz)、高频(200~250KHz)、中频(2500~8000HZ)和工频(50HZ)。
由于电流频率不同,加热时感应电流透入深度不同。
使用高频时,感应电流透入深度很小(约0.5mm),主要用于小模数齿轮和小轴类零件的表面淬火;使用中频时,感应电流透入深度(约5~10mm),主要用于中、小模数的齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火;使用超高频时,感应电源透入深度极小,主要用于锯齿、刀刃、薄件的表面淬火;使用工频时,电流透入深度较大(超过10mm),主要用于冷轧辊表面淬火。
感应加热表面淬火是表淬火方法中比较好的一种,因此,受到普遍的重视和广泛应用。
与传统热处理相比,它有以下的优点。
(1)感应加热属于内热源直接加热,热损失小,因此加热速度快,热效率高。
(2)加热过程中,由于加热时间短,零件表面氧化脱碳少,与其他的热处理相比,零件废品率根低。
(3)感应加热淬火后零件表面的硬度高,心部保持较好的塑性和韧性,呈现低的缺口敏感性,故冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等有很大的提高。
(4)感应加热设备紧凑,占地面积小,使用简便(即操作方便)。
(5)生产过程清洁,无高温,劳动条件好。
(6)能进行选择性加热。
(7)感应加热表面淬火的机械零件脆性小,同时还能提高零件的力学性能(如屈服点、抗拉强度、疲劳强度),同样经过感应加热表面淬火的钢制零件的淬火硬度也高于普通加热炉的淬火硬度。
(8)感应加热设备可放置在加工生产线上,通过电气参数对过程进行精确的工艺控制。
(9)利用感应加热淬火,可用普通碳素结构钢代替合金结构钢制作进行精确的工艺复杂的化学热处理。
(10)感应加热不仅应用于零件的表面淬火,还可以用于零件的内孔淬火,这是传统热处理所不能达到的。
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)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5~101000-10000HZ叫中频10000HZ以上叫高频“高频淬火”与“中频淬火”在原理上是一样的。
利用高频率(或中频率、工频)的感应电流,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。
感应电流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”。
感应电流透入工件表面的深度主要取决于电流频率(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。
根据所用电流频率不同,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。
高频淬火表面硬度的测量【摘要】本文围绕高频淬火表面硬度的测量展开,首先介绍了高频淬火的工艺特点,阐述了表面硬度在材料加工中的重要性。
然后详细介绍了硬度测量方法以及高频淬火表面硬度的测量技术,包括常见的Rockwell硬度测试和显微硬度测试等。
还探讨了淬火层深度的测量方法,为表面硬度测量提供了更加全面的视角。
结论部分强调了高频淬火表面硬度测量的重要性,并展望了未来研究方向,为相关领域的进一步发展提供了思路和方向。
通过本文的学习,读者可以更好地了解高频淬火表面硬度的测量方法及其在材料加工中的应用价值,为相关专业人士提供了宝贵的参考。
【关键词】高频淬火、表面硬度、测量、工艺特点、重要性、硬度测量方法、测量技术、淬火层深度、研究背景、研究意义、未来研究方向、结论。
1. 引言1.1 研究背景高频淬火是一种常用于提高金属表面硬度的热处理工艺,具有工艺简单、生产效率高、能耗低等特点。
随着工业化生产的不断发展,金属材料的要求也越来越高,对表面硬度的需求也日益增加。
表面硬度的高低直接影响着金属材料的使用寿命和性能,因此对高频淬火表面硬度的测量变得至关重要。
当前常用的测量方法包括硬度计、显微硬度计和超声波测厚仪等,通过这些测量技术可以准确地获取高频淬火表面的硬度值。
淬火层深度的测量方法则可以帮助我们了解淬火过程的效果,从而指导生产中的调整和改进。
本文将对高频淬火表面硬度的测量进行深入探讨,旨在为相关领域的研究和生产提供参考和指导。
通过对表面硬度的准确测量,可以更好地评估材料的质量,指导工程设计和生产加工,满足不同领域的需求。
的内容到此结束。
1.2 研究意义高频淬火是一种常用的金属热处理工艺,可以显著提高材料的表面硬度和耐磨性。
随着工业领域对材料性能要求越来越高,研究高频淬火表面硬度的测量方法变得尤为重要。
表面硬度是材料抗压强度和耐磨性的重要指标,直接影响着材料的使用寿命和性能表现。
准确测量高频淬火表面硬度对于确保材料质量、提高产品的使用性能具有重要意义。
在热处理生产实践中,会产生各种各样的缺陷,如开裂、变形严重、硬度不合格及性能不合格等等。
不同的缺陷,产生的原因一样,对应的防止对策也不一样,本文从最常见的缺陷——硬度不合格这方面简分析产生的原因和防止办法。
硬度不合格分为两种情况:硬度过高和硬度过低。
一、硬度过高:1.混料:比如碳钢里混入合金钢,此时硬度要超过我们预期值。
可根据实际检测的硬度与回火参数,重新回火。
2.材料改代:用合金钢改代碳钢,但材料改代信息未正确传递到热处理工序。
与相关部门联系,落实实际材料后,重新回火。
上述两种情况实属管理上的问题,热处理工序是无法解决的。
3.回火温度或时间不足:⑴设备存在隐性问题,实际炉温偏低。
重新校正控温系统。
⑵回火时间不充分或回火温度偏低,致使部份工件硬度偏。
产生的原因是:在生产中拼炉生产时,回火工艺参数不精准,部分或全部工件回火时间偏短而导致硬度偏高。
此时要精确计算各工件的回火时间和温度,选取一个合适的温度与保温时间进行回火,确保每种工件的硬度都达到要求。
二、硬度过低:这是生产中最易出现的质量问题,也是不容易找出产生问题的原因,对生产的危害性较大(浪费能源、影响生产进度),也最让人头疼。
1.材料问题,其产生的原因与防止对策同前面。
若检测硬度不超过140HB,此类材料可以直接扔掉,连火花判别都不需要。
2.热处理.热处理工序淬火问题:工件要保证回火后硬度达到要求,先决条件是淬火要达到规定要求,至少要比最终要求的硬度上限高50HB,才可能通过回火而合格。
而这是我们在生产中最容易出问题,也是最容易被忽略的问题。
经常有人回答我:“一直都这样淬火的,不知道今天为什么不合格?”淬火工序容易出的问题有如下:⑴加热温度不足。
比较多见的是一种侥幸心理,认为温度差不多,也许可以淬火。
认为平常淬火时工件颜色也偏低,也淬起火了的。
殊不知,忘记了未完全奥氏体化与淬火过程中奥氏体的预冷是两回事。
加热不足的时候,在奥氏体中存在未溶铁素体,是要降低淬火硬度的;而在淬火过程中预冷时温度也只有不到800℃,但此时过冷奥氏体是不会析出铁素体的。