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感应加热淬火热处理一、引言感应加热淬火热处理是一种常见的金属材料加工技术，它通过感应加热将金属材料加热到高温状态，然后迅速冷却以改变其物理和化学性质。
该技术广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域，以提高材料的硬度、强度和耐腐蚀性能。
二、感应加热原理感应加热是一种非接触式电磁加热方式，其原理是利用高频电流在金属导体内产生涡流，并使导体内部发生自发加热。
感应加热设备由高频电源、线圈和工件组成。
高频电源将交流电转换成高频电流，线圈将高频电流传递到工件中，工件在涡流作用下发生自发加热。
三、淬火原理淬火是指将金属材料从高温状态迅速冷却以改变其物理和化学性质的过程。
淬火可使钢材表面形成硬度较高的马氏体组织，并增强钢材的强度和耐腐蚀性能。
淬火过程中，金属材料的温度迅速下降，导致其组织结构发生相变。
淬火介质通常为水、油或空气。
四、感应加热淬火工艺感应加热淬火工艺是将感应加热和淬火技术结合起来的一种金属材料加工方式。
该工艺通常分为以下几个步骤：1. 准备工作：对待处理的金属材料进行清洗、去除表面污垢和氧化物等预处理。
2. 加热：将待处理的金属材料放置在感应加热设备中，通过高频电流产生涡流并使其自发加热到所需温度。
3. 保温：在达到所需温度后，保持一定时间使其均匀受热并达到稳定状态。
4. 淬火：在保温结束后，将金属材料迅速浸入淬火介质中进行冷却。
淬火介质的选择取决于待处理材料的类型和要求。
5. 清洗：将已经淬火完成的金属材料从淬火介质中取出，并进行清洗以去除表面污垢和残留的淬火介质。
6. 回火：在淬火后，金属材料的硬度较高，容易产生裂纹和变形。
因此，需要进行回火处理以消除内部应力和改善其塑性。
五、应用领域感应加热淬火工艺广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
在汽车制造中，感应加热淬火技术常用于制造发动机零部件、传动轴和齿轮等；在航空航天领域，该技术则用于制造高强度金属材料的部件；在机械制造中，感应加热淬火技术可提高钢材的硬度和强度，以满足不同工作环境下的使用要求。
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。
简述感应加热表面淬火的原理及特点一、感应加热表面淬火的原理感应加热表面淬火就是利用电磁感应在工件内产生涡流，然后让工件表面迅速被加热到淬火温度，之后快速冷却的一种淬火方法。
咱打个比方啊，就好像是给工件表面做一个超级快速的“热桑拿”。
当把工件放到感应器里的时候，感应器里通着交变电流呢，这交变电流就会产生交变磁场，这个磁场在工件里就会产生感应电动势啦。
因为工件是导电的嘛，所以就会产生涡流，这个涡流可不得了，它能让工件表面迅速升温，就像小蚂蚁搬家一样，热量快速地聚集在工件表面，然后再喷水或者其他冷却介质进行快速冷却，这样工件表面就淬火成功啦。
二、感应加热表面淬火的特点1. 加热速度特别快这速度快到啥程度呢？就像一阵风“嗖”地一下就把东西吹热了。
因为加热速度快，所以工件表面的氧化脱碳就特别少，就像给工件表面穿上了一层保护衣，能很好地保持工件表面的质量呢。
2. 淬火硬度比较高经过感应加热表面淬火的工件，表面硬度那是相当不错的。
就好比给工件表面注入了一股强大的力量，让它变得更加坚硬耐磨，在很多需要耐磨的地方，这种淬火方式就很吃香。
3. 淬火层深度容易控制咱想让淬火层深一点或者浅一点都比较容易做到。
这就像是做菜的时候放盐，想放多少就放多少，多一点少一点都能根据自己的需求来调整。
通过调整感应电流的频率啊，功率啊，加热时间啊这些参数，就能很精准地控制淬火层的深度。
4. 生产效率高这个淬火方式就像是一个高效的小机器人，工作起来可快了。
因为加热速度快，而且可以连续作业，所以在生产线上能大大提高生产效率，能让生产像小火车一样跑得飞快。
5. 节能它比较节能哦。
就像咱平时节约用电一样，这种淬火方式不会浪费很多能量，它把能量都用在了刀刃上，集中加热工件表面，不像一些其他的加热方式，可能到处浪费能量。
6. 易于实现机械化和自动化它很适合和现代的机械化、自动化生产结合起来。
就好像它天生就是为了现代大生产而生的，能够很好地融入到自动化生产线上，不需要费太多的力气去改造，就能实现高效的自动化生产。
感应淬火原理
淬火是一种金属热处理工艺，通过将金属加热到适当温度后迅速冷却，以提高其硬度和耐磨性。
感应淬火是其中一种常用的淬火方法，其原理是利用感应加热原理和淬火介质的快速冷却。
感应加热是利用交流电磁感应的原理，通过感应线圈产生的交变磁场，使金属工件中产生感应电流，从而使工件发生局部加热。
感应加热具有高效、均匀、快速等优点，在淬火过程中被广泛应用。
在感应淬火过程中，首先将金属工件放置在感应线圈内，通电后产生交变磁场，使工件表面产生感应电流。
由于感应电流主要集中在表面附近，因此只有表面局部区域发生加热，而内部温度相对较低。
在加热过程中，工件表面温度迅速上升。
一旦金属工件达到所需的淬火温度，就需要进行快速冷却。
常见的淬火介质包括水、油和聚合物溶液等。
这些介质的快速冷却能够快速冷却金属工件，使其有效硬化。
感应淬火的优点是加热速度快、控制精度高。
由于只有工件表面加热，内部温度相对较低，从而减小了变形和应力的产生。
此外，感应淬火可以根据需要进行局部加热，减少能耗，提高生产效率。
总的来说，感应淬火利用感应加热和快速冷却的原理，能够在短时间内对金属工件进行有效的淬火处理，提高其硬度和耐磨性。
该方法在机械制造、汽车制造等行业中得到广泛应用。
《感应加热表面淬火是咋回事呢？》嘿，朋友！今天咱来唠唠感应加热表面淬火原理。
这玩意儿听起来挺高深，其实啊，也不难理解。
咱先说说啥是淬火哈。
淬火呢，就像是给金属来个“大改造”。
把金属加热到一定温度，然后快速冷却，让它变得更硬、更结实。
就像咱锻炼身体一样，经过一番磨练，就更强壮了。
那感应加热表面淬火又是啥呢？简单来说，就是用一种特别的方法给金属表面淬火。
这种方法可神奇啦！它是通过感应线圈来加热金属的。
感应线圈就像一个魔法棒。
当电流通过感应线圈的时候，就会产生磁场。
这个磁场可厉害了，它能让金属内部产生感应电流。
感应电流会让金属发热，就像在金属里面点了一把火。
但是呢，这个火可不是随便烧的哦。
它只在金属的表面烧得旺，里面却不怎么热。
这是为啥呢？因为感应电流主要集中在金属的表面嘛。
所以，这种方法就叫感应加热表面淬火。
当金属表面被加热到一定温度的时候，就赶紧用水或者油来冷却它。
这一冷一热的，金属表面就变得特别硬啦。
就像给金属穿上了一件坚硬的铠甲。
感应加热表面淬火有很多好处呢。
比如说，它可以让金属表面变得很耐磨，不容易被磨损。
这样，用这种金属做的零件就能用得更久啦。
而且啊，这种方法还很精准。
可以只对金属的表面进行淬火，不会影响到里面的结构。
这样就能根据不同的需要，给金属“定制”不同的硬度。
你想想，要是没有感应加热表面淬火，那很多东西都做不好呢。
比如汽车的零件、机器的部件等等。
这些东西都需要很坚硬、很耐磨，才能用得长久。
感应加热表面淬火原理虽然有点复杂，但是真的很有用哦。
它让我们的生活变得更方便，更美好。
感应加热表面淬火基本原理感应加热表面淬火的应用及基本原理分析。
一、应用承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件，要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性，需对工件表面提出强化要求，适于含碳量We=0.40～0.50%钢材。
二、工艺方法快速加热与立即淬火冷却相结合。
通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度，不等热量传到中心即迅速冷却，仅使表层淬硬为马氏体，中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火（或正火及调质）组织。
三、主要方法感应加热表面淬火（高频、中频、工频）,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，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火。
四、感应加热表面淬火（一）基本原理：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。
（如下图所示）（二）加热频率的选用室温时感应电流流入工件表层的深度δ（mm）与电流频率f（HZ）的关系为频率升高，电流透入深度降低，淬透层降低。
常用的电流频率有：1、高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～2. 5mm，适于中小型零件。
2、中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。
淬硬层深度～10 mm。
适于较大直径的轴类、中大齿轮等。
3、工频加热：电流频率为50HZ。
采用机械式工频加热电源设备，淬硬层深可达10～20mm，适于大直径工件的表面淬火。
（三）、感应加热表面淬火的应用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。
五、火焰表面加热淬火适于中碳钢35、45钢和中碳合金结构钢40Cr及65Mn、灰口铸铁、合金铸铁的火焰表面淬火。
是用乙炔-氧或煤气-氧混合气燃烧的火焰喷射快速加热工件。
工件表面达到淬火温度后，立即喷水冷却。
淬硬层深度为2～6mm，否则会引起工件表面严重过热及变形开裂。
一、高频感应加热的原理感应加热是利用导体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。
三、感应加热系统的构成感应加热系统田高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。
其工作步骤是①由高频电源把普通电源( 220v/50hz)变成高压高频低电流输出，(其频率的高低根据加热对象而定，就其包材而言，一般频率应在480kHZ左右。
)②通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。
③感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。
一般电流越大.磁场强度越高。
全晶体管高频感应加热设备1高频感应加热设备现状高频感应加热设备在我省已得到广泛应用，设各频率范围在20}}-450 kHz,高频功率最大可达400 kW。
我省的高频感应加热设备主要应用于金属热处理、’淬火、透热、熔炼、钎焊、直缝钢管焊接、电真空器件去气加热、半导体材料炼制、塑料热合、烘烤和提纯等。
现在我省使用的高频感应加热设备都是以大功率真空管(发射电子管)为核心构成单级自激振荡器，把高压直流电能量转换成高频交流电能量，它们的电子管板极转换效率一般在75环左右，设备的整机总效率一般在50绒以下，水和电能的消耗非常大。
自70年代中期后，对高频设备也进行了一系列改进，如:(1)用节能型牡钨烟丝电子管代替老式纯钨灯丝系列电子管，如FV-911代替FV-433 } FV-431,FV-89F管等;<2)采用高压硅堆整流代替充汞闸流管整流;(3)采用大功率双向可控硅结合微机调压代替原闸流管调压;(4)根据各自工艺条件重新更改振荡回路，选择合理的振荡频率。
这样，经过一系列改造后，使我省的高频设备整机总电效率有一定的提高，在节能方面有一定的效果，但由于振荡电子管这个耗电最大的器件未能改掉，所以在节能方面，并不是特别显著。
2全晶体苍高频感应加热设备电子技术的发展，可谓日新月异。
80年代初，日本首先改进半导体生产工艺，开发生产出场控电力电子器件—大功率静电感应晶体管(SIT ) ,并设计制成换流桥式的，把直流电能量转换成高频电能量的全晶体管化高频感应加热设备，随后美国、西德等发达国家也迅速研制，使之很快就商品化了。
2. 1大功率静电感应晶体管(SIT)的特点大功率静电感应晶体管(SIT)是一种大功率电力电子器件，它的符号与三极管相同，作用也相似，但它主要用在大功率换流或导通的控制场合，它具有以下几个特点:(1)具有“正导通”特性，在正栅压为"0 V”时，SIT处于导通状态，而在加上负栅压时，则将处于关断状态;(2)开关速度快，可用于高频段;(3)是高输入阻抗的电压控制型器件，所以用较小的驱动功率就能控制较大的功率;(4)SIT元件是高耐压大电流型器件;(5)电流的负温度系数不会使电流集中，从而有利于并联驱动，因此可运用于大功率装置。
目前，静电感应晶体管<SIT)的单管功耗有1kW和3kW级的电力电子器件，供组装高频逆变设备.2. 2全晶体管高频感应加热设备主电路由静电感应晶体管SIT组装的高频感应加热设备主回路如附图所示，主电路由3 部份组成:(1)直流电源部份:该部份是把工频三相交流电转换为直流电，并控制下面几部份。
该部份主要由三相晶闸管(SCR)可调电路和直流电抗器La与电解电容Ca组成的直流滤波器组成，调整三相晶闸管整流电路的直流输出电压，可调节该设备的输出功率。
输入电压为工频3}p380V，最大直流电压可达500 V以上，输出直流可以100~100%连续可调。
C2)逆变部份:该部份把直流交换为高频交流，并控制后面部份，这部份由电压型单相全桥电路构成，使用1kW或3kW级功耗的SIT作为逆变桥的开关器件，使用同一级功耗的SIT器件组成电路时，设备的功率越大，频率越高，每一桥臂上并联的SIT器件愈多;R C。
和D.为缓冲电路，当SIT开始关断而产生浪涌电压，超过这些电路中的直流电压时，二级管D，导通，而电容器C。
吸收该浪涌能量，使逆变桥中的SIT器件安全运行。
SIT元件的导通或关断是由设备上所配备的微机和专用程序控制触发信号，控制其导通或关断。
(3)负载回路部份:该部份的功能是把高频功率输向被加热的金属工件上，负载回路是由谐振回路、电流互感器和加热线圈组成，该电路中的串联谐振回路构成了电压型逆变电路，电容器CT和电感LT两端各产生几干伏以上的高频电压。
高频变流器次级侧通常做成单匝，联接着加热线圈L}，巨大的高频电流在L。
周围所产生，高频磁通使金属工件迅速急剧发热。
3全晶体管化高频与电子管式高频比较全晶体管化高频感应加热设备在如下几个方面优于电子管式高频感应加热设备。
3. 1工作模式得到彻底改变电子管高频感应加热设备需将工频3}p380 V升高后，经高压整流器件变换成相应的直流高压才能供给电子管工作，电子管板极内阻天，有大量功率损耗在板极上发热，而且需要及时加水冷却，同时还需把一部份功率反馈到栅极，并且要较大的灯丝加热功率，这样就有大量的电能损耗在转换之中。
而晶体管高频中的SIT电力电子器件，只需较小的驱动功率来控制较大功率换流的产生，SIT元件正向导通压降很小，损耗不大，并且采用直流500 V的低压工作状态。
电子管板极转换效率最高为750o,SIT电力电子器件为9200;全晶体管高频省去了高压整流变压器、高压硅堆;如果多管并用，能使热量分散，只需加少量的水便可，30kW以下小功率高频可减去水冷却，晶体管高频整机总效率比电子管高频要高200003.2能源的节约电子管高频电压转换次数多，电压变化大，而全晶体管高频电压变化不大，在几百伏内变动，不需多次变换电能，所以全晶体管高频比同功率电子管高频节电3000.节水83沁，如输出为80 kW级(FV-911S)电子管高频，振荡工作时输入功率为158 kW，用水3 1/s，而同样的输出功为80 kW的全晶体管高频，振荡工作时，输入功率只需113 kW ,用水。
. 5 1/s，电子管还另需消耗2. 2 kW的灯丝加热功率。
3.3设备一与维护全晶体管高频体积只有电子管高频的1/3,所以设备占地面积也只有1/3，晶体管高!p没备洁构简单.l一作1卜常稳定.故障少(据国内使用厂家介绍，使用2年多没有发现任何故障)，维修费用低，省去了原电子管高'G} r1 r i;} " 1:需换的1 }?电r管(6',l loo kW高频为例)，约7 000元，水套((2年更换1只)约3 500元，每年1次的整流变压器检修、滤油费约} m>o七.整个维修费1年最少可节约1万多元。
因用水量减少，水泵也可根据需要改用较小功率的。
4国内外研制动态4. 1国外产品情况目前在世界上只有少数几个国家的大公司能制造全晶体管高频，如日本的岛田理化工业(株)，富士电波机(株)，电气兴业(株)，美国的ENI公司，德国的FDF公司，EMA公司等，产品规格已成系列化，如:日本的:T系列20-}30 kHz 3}-50 kW七种规格，A系列200-}-300 kHz 2,5,10 kW三种规格，SST系列20^" 200 kHz 2.0, 30, 40kW三种规格，20~150 kHz 50~200kW六种规格，20~100 kHz 300, 400kW二种规格。
美国的:STATITRON系列50^-300 kHz25一400 kW八种规格西德的:ELOMAT TGI系歹，j 50^-200 kHz15^-240 kW等规格，而且他们还在试制更高频，更大功率的高频设备，用途已不只是工业.如广播电台，军事通讯等。
4. 2国产化研制情况我国非常重视国际上这一电力电子器件技术的研究和应用，国家计委、科委、机电部已确定SI T元件和晶体管高频的研制为“八五”国家重点科技攻关项目，具体布署了SIT 器件及全晶体管化高频设备整机的同步攻关，目前我国有关科研单位已研制出小功率0. 1 kW级以下的SIT元件.大功率级的研制还在进行，整机的研制在辽宁电子设备厂进行，目前已研制并出产了几台输出功率为80 kW的全晶体管高频感应加热设备，并在1993年中国国际计算机设备展览会上演示了他们的产品;现在他们又在研制输出功率为160 kW级的全晶体管高频感应加热设备，估计到1996年研制出样机，输出在80 kW以下的高频感应加热设备频率可达300 kHz o科学技术在不断进步，电子管高频被大功率晶体管代替是必然趋势，这个日子已不会很长，让我们迎接这个时代的到来，为我省的节能技术工作做出新贡献。
