化學(xué)熱處理和表面淬火

化學(xué)(huàxué)熱處理與表面淬火河北工業(yè)大學(xué)(dàxué)教授金屬材料系主任武建軍博士精品資料3鋼的化學(xué)(huàxué)熱處理和表面淬火定義(dìngyì)：化學(xué)熱處理是將工件置于一定的介質(zhì)中加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，改變表面層的化學(xué)成分及顯微組織，從而使工件表層獲得所需特殊性能的熱處理工藝。根據(jù)滲入的元素來命名滲碳、氮化、碳氮共滲等可提高工件表面的硬度、耐磨性以及疲勞強度；滲氮、滲硅、滲鋁等用于提高工件的抗腐蝕性、抗氧化性，應(yīng)用最廣的化學(xué)熱處理是滲碳、氮化和碳氮共滲。精品資料化學(xué)熱處理的基本(jīběn)過程－分解化學(xué)介質(zhì)在高溫下(分解或蒸發(fā))釋放出待滲的活性原子，例如(lìrú)2COCO2+〔C〕影響因素：反應(yīng)溫度介質(zhì)濃度催化劑種類等精品資料化學(xué)(huàxué)熱處理的基本過程－吸收活性原子被零件表面(biǎomiàn)吸附，進而溶解或反應(yīng)。根據(jù)作用力性質(zhì)，分為化學(xué)吸附和物理吸附。影響因素：溫度表面(biǎomiàn)活性表面(biǎomiàn)面積等精品資料化學(xué)(huàxué)熱處理的基本過程－擴散擴散是由于原子等微粒熱運動引起的物質(zhì)傳輸現(xiàn)象?；钚栽佑闪慵?línɡjiàn)表面向內(nèi)部擴散,形成一定深度的擴散層（固溶體，或化合物）

精品資料擴散的阻力(zǔlì)和條件擴散與原子熱運動相關(guān)，阻力就是周圍原子對運動原子的限制（擴散激活能），不是所有原子都可以移動的！阻力（和鍵能相關(guān)）大小不易改變(gǎibiàn)因此必須在滿足以下條件才能實現(xiàn)（1）擴散原子能固溶；（2）具有驅(qū)動力：如濃度梯度，溫度梯度。（3）溫度足夠高；（4）時間足夠長；精品資料加速(jiāsù)化學(xué)熱處理的措施提高活性物質(zhì)的濃度提高溫度活化金屬表面，如凈化活化表面提高活性粒子(lìzǐ)的活性，如電場加速改變基體材料復(fù)合滲等精品資料擴散(kuòsàn)定律菲克（A.Fick）于1855年通過實驗獲得(huòdé)了關(guān)于穩(wěn)定態(tài)擴散的第一定律，其數(shù)學(xué)表達式為即在單位時間內(nèi)通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散流量J與濃度梯度成正比，式中D為擴散系數(shù)，J為擴散通量，負號表示擴散方向與濃度梯度方向相反。精品資料影響(yǐngxiǎng)擴散系數(shù)的因素溫度晶體結(jié)構(gòu)固溶體類型(lèixíng)濃度晶體缺陷精品資料擴散方程(fāngchéng)的一個解純鐵滲碳時，在含碳量不變的氣氛中，C濃度分布的試驗結(jié)果(jiēguǒ)與計算結(jié)果(jiēguǒ)符合很好

精品資料拋物線規(guī)律(guīlǜ)應(yīng)用中，常以給定碳濃度值作為滲碳層的界限，然后確定在一定溫度下所需要的滲碳時間。對于一定界面C，為定值；即滲層厚度(hòudù)x符合式中K為比例系數(shù)，這個關(guān)系式常稱為拋物線時間規(guī)律。這一關(guān)系被廣泛地應(yīng)用于如鋼鐵滲碳、晶體管或集成電路生產(chǎn)等工藝。在一指定濃度C時，增加一倍擴散深度則需延長四倍的擴散時間。精品資料3.1鋼的滲碳(shèntàn)目的：提高表面含碳量，從而提高表面硬度、強度(qiángdù)、耐磨性舉例：軸承，拖拉機變速齒輪方法：氣體，離子，真空，固體等滲碳用鋼：低碳鋼或低碳合金鋼：20鋼、20Cr18CrMnTi、、20CrMnTi鋼等，考慮力學(xué)性能、工藝性（尺寸與淬透性、晶粒長大）要求和成本等進行選擇常用溫度：900～950℃？精品資料滲碳件主要(zhǔyào)技術(shù)要求碳勢：~1%，根據(jù)性能要求而定碳濃度梯度：平緩，有利于滲層與基體的結(jié)合，減少剝落。對于一些零件甚至規(guī)定過共析層＋共析層的深度不超過60～70％滲層深度：主要取決于工件受力和設(shè)計壽命等因素，對于一些薄、小零件，滲層深度一般不超過截面(jiémiàn)尺寸的20％精品資料滲碳(shèntàn)件的預(yù)備熱處理提高切削(qiēxiāo)加工性（主要）為滲碳淬火作組織準備（次要）多采用正火處理精品資料氣體(qìtǐ)滲碳－滴注式介質(zhì)：煤油、醇、苯等液體工藝：將工件裝在密封的滲碳爐中，加熱到900～950℃(常用930℃)，向爐內(nèi)滴入煤油、等有機液體，在高溫下分解成CO、CO2、H2及CH4等氣體組成的滲碳氣氛，在高溫下在工件表面進行反應(yīng)，生成活性碳原子，被表面吸收(xīshōu)并向內(nèi)部擴散而形成一定深度的滲碳層。常用方法精品資料介質(zhì)(jièzhì)選擇原則碳氧比大于1，必要條件目前，常采用(cǎiyòng)兩種或以上介質(zhì)搭配，控制碳勢及成本安全性經(jīng)濟性：產(chǎn)氣量大碳當(dāng)量大便宜，易得精品資料滴注式氣體滲碳(shèntàn)工藝一般分為升溫排氣、滲碳（包括強滲和擴散），降溫冷卻幾個階段碳勢主要取決于液體種類、流量和溫度排氣階段：滴量大，快速換氣，防止零件(línɡjiàn)氧化。>750℃開始甲醇，>900℃煤油。到溫后延續(xù)30－60分鐘滲碳階段：正壓150～200Pa，用富碳滲劑滴量控制碳勢。兩段法滲層碳濃度梯度小，結(jié)合好，滲速較快降溫階段：降溫至出爐溫度精品資料滴注式氣體(qìtǐ)滲碳操作(cāozuò)要點表面清潔；同一爐零件材料、技術(shù)要求相同；爐內(nèi)正壓，廢氣點燃；零件之間氣氛流通；經(jīng)常校對碳勢；嚴禁在750℃以下向爐內(nèi)滴入有機液體，防爆精品資料吸熱(xīrè)式氣氛滲碳將碳氫化合物氣體與空氣按一定比例混合后，在催化劑和加熱條件下進行吸熱反應(yīng)，得到(dédào)碳勢較低的滲碳氣氛。富化氣多采用丙烷。可以通過調(diào)節(jié)富化氣流量實現(xiàn)爐氣碳勢的調(diào)節(jié)（一般）用于連續(xù)作業(yè)爐，常用即可連續(xù)式滲碳爐分為加熱、滲碳、擴散、冷卻四個區(qū)，可以對碳勢和溫度進行分區(qū)控制精品資料氣體滲碳的優(yōu)點：

生產(chǎn)率高，勞動條件好，滲碳過程容易控制(kòngzhì)，容易實現(xiàn)機械化、自動化，適用于大批量生產(chǎn)。精品資料離子滲碳(shèntàn)與真空滲碳(shèntàn)特點在低真空條件下滲碳可以采用(cǎiyòng)較高的溫度（和電場加速），效率高滲層均勻，尤其是小孔節(jié)能節(jié)省滲劑，環(huán)境好精品資料固體(gùtǐ)滲碳傳統(tǒng)工藝滲碳工藝：工件+滲碳劑密封裝入滲碳箱，

加熱至900～950℃保溫(bǎowēn)。固體滲碳劑：碳粉和碳酸鹽(BaCO3或Na2CO3)

的混合物?；瘜W(xué)反應(yīng)：

C+O2→2CO

BaCO3或Na2CO3→BaO（或Na2O）+CO2

CO2+C→2CO2CO→[C]+CO2精品資料固體(gùtǐ)滲碳的特點優(yōu)點：設(shè)備簡單，不需要專門設(shè)備適應(yīng)性大，操作簡單缺點：淬火麻煩勞動強度(láodòngqiándù)大，工作條件差質(zhì)量不易控制（溫度，碳勢）精品資料液體(yètǐ)滲碳鹽浴中加熱，實現(xiàn)(shíxiàn)滲碳鹽浴中含有加熱介質(zhì)，如NaCl，供碳物質(zhì)，如NaCN，和催滲劑,如NaCO3優(yōu)點：變形小，滲速快，滲層均勻缺點：對人有毒，環(huán)境污染，精品資料滲碳(shèntàn)后熱處理熱處理方法(fāngfǎ)與鋼種、力學(xué)性能要求有關(guān)精品資料直接(zhíjiē)淬火預(yù)冷至850～880℃后直接淬入油中或水中，180～200℃進行低溫回火。預(yù)冷：減少淬火變形及開裂，使表層析出碳化物，降低奧氏體的含碳量，從而降低淬火后的殘余奧氏體量，提高表層硬度。特點：操作簡單、成本低，生產(chǎn)率高，適用于滲碳件的心部和表層都不過熱的情況下；此外預(yù)冷過程中，二次滲碳體沿奧氏體晶界呈網(wǎng)狀析出，對工件淬火后的性能不利。用途：大批量生產(chǎn)的汽車(qìchē)、拖拉機齒輪常用此法。精品資料一次淬火(cuìhuǒ)法工件經(jīng)滲碳空冷后，再重新加熱進行淬火，然后在180～200℃回火。淬火溫度選擇取決于性能要求：心部要求較高時，略高于Ac3;心部要求不高，稍高于Ac1;兼顧心部和表面性能：稍低于Ac3;由于奧氏體晶粒細化，性能提高，適用于比較(bǐjiào)重要的零件，如高速柴油機齒輪等。精品資料二次淬火(cuìhuǒ)法滲碳空冷后，先加熱到Ac3以上(一般為850～900℃)油淬，使心部組織(zǔzhī)細化，消除表層網(wǎng)狀滲碳體；然后再加熱到Ac1以上(一般為750～800℃)油淬，最后在180～200℃進行回火。二次淬火法使工件表層和心部組織(zǔzhī)被細化，從而獲得較好的力學(xué)性能。但工藝復(fù)雜，成本高；經(jīng)反復(fù)加熱冷卻時易產(chǎn)生變形、開裂、氧化等。所以只適用于少數(shù)對性能要求特別高的工件。精品資料滲碳零件應(yīng)用(yìngyòng)舉例中等模數(shù)的汽車齒輪選用20CrMnTi材料，加工工藝路線為：下料、鍛造、正火、切削加工、滲碳淬火(cuìhuǒ)回火、噴丸、磨削正火：消除鍛造應(yīng)力，細化晶粒，調(diào)整硬度，改善切削加工性滲碳淬火(cuìhuǒ)：提高齒面強度、硬度、耐磨性低溫回火：消除淬火(cuìhuǒ)應(yīng)力，提高韌性精品資料滲碳(shèntàn)層的

退火組織過共析組織(zǔzhī)(P+Fe3CⅡ)共析組織(P)過渡區(qū)亞共析組織(P+F)原始亞共析組織(F+P)精品資料滲碳工件(gōngjiàn)的最終組織

針狀回火馬氏體+碳化物+少量殘余奧氏體

硬度為58～64HRC，而心部組織則隨鋼的淬透性和淬火加熱溫度(wēndù)而定。對于低碳鋼如15、20鋼，其心部組織為鐵素體+珠光體，硬度相當(dāng)于10～15HRC；對于低碳合金鋼如20CrMnTi，心部組織為回火低碳馬氏體+鐵素體，硬度為35～45HRC。精品資料滲碳(shèntàn)件質(zhì)量檢驗項目設(shè)計技術(shù)條件：滲碳層深度、表面硬度、心部硬度及不允許滲碳的部位等不允許滲碳的部位可采用鍍銅的方法來防止?jié)B碳或多留加工余量。按工藝要求(yāoqiú)，可以檢驗硬度：一般用HRC深層深度:可以用宏觀端口法，顯微組織分析，顯微硬度測量等方法金相組織：淬硬層，心部組織：精品資料常見(chánɡjiàn)缺陷及預(yù)防（137）淬火后硬度低：表面碳濃度偏低或脫碳，冷卻不合理（出現(xiàn)T或較多A’)滲層出現(xiàn)大塊或網(wǎng)狀碳化物:碳勢過高滲層深度不均：溫度不均、循環(huán)不良，表面不清潔，表面積炭心部偏軟或偏硬：與淬火溫度高低、冷卻快慢(kuàimàn)，心部含碳量有關(guān)表面出現(xiàn)非馬氏體組織：形成合金元素的氧化物，降低表面淬透性消除方法見p137精品資料3.2滲氮氮化就是向工件表面滲入氮、形成氮化物的處理工藝，其目的是提高(tígāo)工件表面的硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度。氮化工藝特點溫度低500~570℃時間長:一般需要20~50h，氮化層厚度只有0.3~0.5mm用于精密零件，如發(fā)動機的汽缸、排氣閥、精密機床絲杠、鏜床主軸、汽輪機閥門等精品資料滲氮件的性能(xìngnéng)高硬度、高耐磨性合金氮化物層，1000~1100HV，而且在600～650℃下保持不下降；疲勞極限高滲氮層的體積增大產(chǎn)生殘余(cányú)壓應(yīng)力，疲勞極限提高達15%～35%；高的耐蝕性能致密耐蝕的氮化物，工件在水、過熱的蒸氣和堿性溶液中都很穩(wěn)定；精品資料氣體(qìtǐ)滲氮氣體滲氮在氣體介質(zhì)中進行(jìnxíng)滲氮的工藝稱為氣體滲氮。工藝過程在滲氮爐內(nèi)通入氨氣，在380℃以上氨分解出活性氮原子:2NH3→3H2+2[N]活性氮原子被工件表面吸收并溶入表面，在保溫過程中向里擴散，形成滲氮層。周期長，操作復(fù)雜，質(zhì)量不穩(wěn)定。精品資料氨分解(fēnjiě)率分解得到的氮、氫氣體(qìtǐ)占爐氣體(qìtǐ)積的百分比如果氨分解率過高，工件表面吸附大量氫原子，妨礙氮的吸收；如果氨分解率過低，提供的活性氮原子很少，也降低氮化速度實驗證明，當(dāng)氨分解率在15~40%，氮吸收最快（實際溫度下不可能這樣低）氨分解率與溫度、氨氣流量、工件表面積、有無活性劑等有關(guān)精品資料氣體(qìtǐ)氮化工藝溫度：500－570°C時間(shíjiān)：根據(jù)深度確定階段升溫，溫度均勻，滲層均勻，變形??；滲氮工藝方法：一段滲氮，二段滲氮（強滲、擴散），三段滲氮（強滲、擴散、強滲提高表面硬度）控制氨分解率：在溫度一定時，通過控制氨分解率控制氮勢：較低，氮勢高（強滲階段）；較高，脆性降低（擴散階段，>60%）較快的冷卻可降低脆性精品資料離子(lízǐ)滲氮在低于一個大氣壓（一般1-10mmHg）的氨氣中，在電場作用(zuòyòng)下(工件－，爐壁＋，400~1000V)，氨氣被電離成含氮的正離子和電子，高能量含氮離子高速轟擊工件表面，陰極工件表面形成一層紫色輝光，這種滲氮工藝稱為(輝光)離子滲氮（plasmanitriding）。精品資料離子滲氮工藝(gōngyì)過程高能量氮離子高速轟擊工件表面，動能熱能，工件表面溫升到450~650℃；同時(tóngshí)氮離子在陰極上奪取電子后，還原成氮原子滲入工件表面，形成滲氮層。另外，氮離子轟擊工件表面時，還能產(chǎn)生陰極濺射效應(yīng)而濺射出鐵離子，鐵離子形成氮化鐵(FeN)附著在工件表面并依次分解為Fe2N、Fe3N、Fe4N放出氮原子向工件內(nèi)部擴散，形成滲氮層。精品資料離子(lízǐ)滲氮特點速度快、周期短。38CrMoAlA要達到0.53~0.7mm深的滲層，15~20h（氣體滲氮法50h）。質(zhì)量高。由于陰極濺射有抑制生成脆性層的作用，所以明顯提高滲氮層的韌性(rènxìnɡ)和疲勞性質(zhì)。工件變形小。陰極濺射效應(yīng)使工件尺寸略有減小，可抵消氮化物形成引起的尺寸增大。適用于處理精密零件和復(fù)雜零件，如38CrMoAlA鋼制成的長900~1000mm、外徑27mm的螺桿，滲氮后其彎曲變形小于5μm。精品資料離子(lízǐ)滲氮工藝特點：對材料的適應(yīng)性強。滲氮用鋼、碳鋼、合金鋼和鑄鐵都能進行離子(lízǐ)滲氮，但專用滲氮鋼（如38CrMoAlA）效果最佳。氨氣利用率高，對環(huán)境影響小缺點：投資高，溫度分布不均，測溫困難和操作要求嚴格等。精品資料氮化應(yīng)用(yìngyòng)應(yīng)用：交變載荷下工作并要求耐磨的重要結(jié)構(gòu)零件，如高速傳動的精密齒輪、高速柴油機曲軸、高精度機床主軸及在高溫下工作的耐熱、耐蝕、耐磨零件如齒輪套、閥門、排氣閥等。技術(shù)要求：需選用含與N親合力大的Al、Cr、Mo、Ti、V等合金(héjīn)元素的合金(héjīn)鋼，如38CrMoAlA、35CrAlA、38CrMo等。精品資料技術(shù)要求與工藝(gōngyì)路線技術(shù)要求：應(yīng)注明氮化層深度、表面(biǎomiàn)硬度、氮化部位、心部硬度等，對于零件上不需滲氮的部位鍍錫或鍍銅保護，或增加加工余量、氮化后去除。工藝路線：鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)

→精加工→去應(yīng)力→粗磨→氮化→精磨或研磨精品資料滲氮件檢驗(jiǎnyàn)項目表面硬度及脆性：一般用HV（10kg）滲層深度:可以用顯微組織分析，顯微硬度測量等方法心部組織：游離(yóulí)鐵素體1－3級，應(yīng)無脫碳層，粗大索氏體疏松檢驗：一般1－3級合格精品資料滲氮鋼的預(yù)處理氮化處理后只能進行磨削、研磨加工為了保證心部具有良好的力學(xué)性能，消除加工應(yīng)力，減小氮化時的變形，以及(yǐjí)為氮化做好組織準備，一般需要進行調(diào)質(zhì)處理，以獲得回火索氏體組織對變形和尺寸穩(wěn)定性要求較高的需要進行穩(wěn)定化處理（高于氮化溫度但是低于回火溫度，4－6h保溫）精品資料滲氮缺陷及其防止(fángzhǐ)方法網(wǎng)狀及脈狀氮化物：溫度高，氮勢高，原始組織粗大，氨氣含水量大魚骨狀氮化物：預(yù)處理脫碳滲層厚度、硬度不均：表面不潔，氣體(qìtǐ)循環(huán)不良，溫度不均等變形大：溫度不均，機加工應(yīng)力，滲層厚，工件裝卡不合理，工件形狀復(fù)雜對應(yīng)處理精品資料3.3鋼的碳氮共滲碳氮共滲是同時(tóngshí)向工件表面滲入碳和氮的化學(xué)熱處理工藝。按照共滲溫度，可以分為高溫(900~950C)、中溫(700~880C)和低溫(500~600C)碳氮共滲三種，其中以中溫與低溫氣體碳氮共滲應(yīng)用較多。精品資料中溫氣體(qìtǐ)碳氮共滲以滲碳為主，其工藝與氣體滲碳相似。共滲溫度比滲碳溫度低，變形小，滲速也快。常用溫度820~880℃，要求的滲層厚度一般為0.2~1.0mm。近年來，深層碳氮共滲代替(dàitì)滲碳，效果很好。中溫碳氮共滲的共滲層硬度與滲碳層相當(dāng)或略高，耐磨性和疲勞強度則優(yōu)于滲碳層，且具有加熱溫度低，工件變形小、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。常用于處理形狀復(fù)雜、要求變形小的耐磨零件，如縫紉機、紡織機零件及各種輕載齒輪等。精品資料工藝(gōngyì)參數(shù)共滲介質(zhì)：滲碳介質(zhì)＋氨氣；含碳氮的有機化合物（如三乙醇胺，甲酰胺等），我國常用(chánɡyònɡ)煤油和氨氣溫度：820－860℃時間：根據(jù)深度要求來決定精品資料氣體(qìtǐ)碳氮共滲氣氛控制滴油量15～20滴/m2·min，通氨量為煤油氣化以后體積的40～50%（145）換氣(huànqì)次數(shù)2.5～3.0次/h大劑量排氣可以縮短排氣時間密封，爐壓294～490Pa,廢氣火苗高度120~150mm精品資料碳氮共滲組織(zǔzhī)與性能與滲碳組織類似，直接(zhíjiē)淬火后典型組織為：細針狀馬氏體＋A’+碳氮化合物含氮量過高，容易出現(xiàn)黑色組織含氮量過低，容易實現(xiàn)屈氏體組織精品資料黑色組織(zǔzhī)及預(yù)防黑色組織指碳氮共滲層中出現(xiàn)的黑點、黑帶和黑網(wǎng)。降低疲勞強度和耐磨性控制途徑氨氣流量適中（滲層氮含量適中0.3~0.5%)適當(dāng)提高淬火溫度(wēndù)；采用強冷卻介質(zhì)；黑色組織深度<0.02mm噴丸強化補救。精品資料氮碳共滲共滲溫度(wēndù)在520~570℃之間，1~3h，滲層厚度為0.01~0.02mm。生產(chǎn)周期短低溫氣體碳氮共滲以氮化為主，但硬度較低，稱為氣體軟氮化。共滲層具有較高的硬度、耐磨性和高的疲勞強度。滲層具有一定韌性，不易發(fā)生剝落，并有減摩的特點由于滲層較薄，一般用于機床、汽車的小型軸類和齒輪等零件，也可用于工具、模具的最終熱處理。精品資料3.4其它(qítā)化學(xué)熱處理滲硼：極高的硬度；滲硫：降低摩擦系數(shù)，抗咬合滲鋁：抗氧化，防腐鍍鋅：防大氣腐蝕多元共滲：大多(dàduō)以提高耐磨性為目標精品資料3.5鋼的表面淬火對于表面和心部要求不同的零件，不僅需要整體熱處理，往往還需要進行表面淬火或化學(xué)熱處理來滿足上述要求。表面淬火是采用快速加熱的方法將工件表面層奧氏體化后淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火法。根據(jù)加熱方法不同，表面淬火法主要有感應(yīng)加熱表面淬火，火焰加熱表面淬火，電接觸(jiēchù)加熱表面淬火，以及電解液加熱表面淬火等幾種。目前感應(yīng)加熱和火焰加熱表面淬火法應(yīng)用較為普遍。精品資料有需求：

如汽車、拖拉機上的傳動齒輪，其表面硬度要求為58～62HRC，而心部硬度則要求為33～38HRC；精密鏜床主軸，要求其與滑動軸承配合的表面硬度不低于900HV，而心部硬度為248～286HBS。成本低：方法簡單：

通過快速(kuàisù)加熱與立即淬火冷卻相結(jié)合的方法來實現(xiàn)表硬、心韌精品資料交流電的電流分布(fēnbù)規(guī)律集膚效應(yīng)：交流電通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體表面的電流密度較大，中心的電流密度較??；頻率越高，集膚效應(yīng)約明顯臨近效應(yīng)：兩相鄰導(dǎo)體通過電流時，如果電流方向相同(xiānɡtónɡ)，由于磁場的相互作用，電流主要集中在外側(cè)；如果電流方向相反，電流主要集中在內(nèi)側(cè)圓環(huán)效應(yīng)：交流電通過圓環(huán)或螺旋狀導(dǎo)體時，因外側(cè)自感反電動勢較大，圓環(huán)內(nèi)側(cè)獲得較大電流密度尖角效應(yīng)：將零件放在交變磁場中時，尖角或凸出部位通過的磁力線更多，感應(yīng)電流也較大精品資料感應(yīng)加熱(jiārè)原理把鋼件置于線圈(xiànquān)內(nèi)，當(dāng)感應(yīng)線圈(xiànquān)中通過交變電流時，在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流。由于集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)的聯(lián)合作用，集中于表層的電流可使表層迅速加熱，在幾秒鐘內(nèi)即可使溫度上升800~1000℃。隨即噴水冷卻，使工件表層淬硬?！河捕确植肌痪焚Y料感應(yīng)(gǎnyìng)加熱淬火的特點與應(yīng)用硬度高：加熱速度極快，從而使轉(zhuǎn)變溫度提高，達到細化晶粒的目的。由于晶粒細小，強化了組織。氧化脫碳輕微，變形小表面壓應(yīng)力，耐疲勞如：機床主軸、齒輪，可選45鋼整體調(diào)質(zhì)，然后軸頸、齒部進行(jìnxíng)表面淬火+低溫回火處理。精品資料感應(yīng)(gǎnyìng)加熱種類感應(yīng)加熱淬火的淬硬層深度除與加熱功率、加熱時間有關(guān)外，主要取決于電流的頻率。電流頻率越高，集膚效應(yīng)越明顯，得到(dédào)的淬硬層越淺。根據(jù)電流頻率的不同，感應(yīng)加熱可分為高頻加熱、中頻加熱和工頻加熱1.淬透層深度δ＝0.5～2mm時

選高頻加熱f>10kHz2.淬透層深度δ＝2～8mm時，

選中頻加熱f＝1~8kHz3.淬透層深度δ＝8～10mm時，選工頻加熱f＝50Hz精品資料感應(yīng)加熱(jiārè)表面淬火的分類高頻(ɡāopín)70～1000kHz，常用200～300kHz，淬硬深度為0.5～2mm。中小模數(shù)齒輪、軸類零件等。中頻500～10000Hz，常用2500～8000Hz，淬硬深度2～10mm，直徑較大的軸類和較大模數(shù)的齒輪等。工頻50Hz，淬硬深度達10～15mm。直徑大于300mm的軋輥及軸類零件等。超音頻20～40kHz，(音頻<20kHz)，淬硬深度在2mm以上，適用于模數(shù)為3～6的齒輪及鏈輪、花鍵軸、凸輪等。精品資料感應(yīng)加熱(jiārè)淬火工藝工藝參數(shù)包括電參數(shù)和熱參數(shù)熱參數(shù)包括加熱溫度、加熱速度和時間；電參數(shù)包括電源頻率、表面比功率以及與輸出功率相關(guān)(xiāngguān)的陽極電壓、陽極電流、槽路電壓、柵極電流等生產(chǎn)上，一般通過調(diào)節(jié)電參數(shù)來控制輸出功率，控制熱參數(shù)精品資料加熱方式加熱方式有同時加熱一次淬火和移動加熱連續(xù)(liánxù)淬火兩種,根據(jù)設(shè)備條件和零件形狀尺寸而定。比功率：同時加熱0.5~4kW/cm2;移動加熱>1.5kW/cm2例如短軸、小齒輪可以同時加熱一次淬火，而長軸、齒寬較大的中模數(shù)齒輪、特大齒輪一般用連續(xù)(liánxù)加熱淬火精品資料同時加熱淬火的加熱參數(shù)主要是設(shè)備輸出功率（可以換算比功率）和加熱時間連續(xù)加熱淬火的工藝參數(shù)主要是設(shè)備輸出功率（可以換算比功率）、工件與感應(yīng)器的相對速度（可以換算加熱時間）在電源、感應(yīng)器、工件等參數(shù)不變時，加熱溫度，加熱層深度取決于加熱時間，可根據(jù)(gēnjù)圖表、經(jīng)驗或嘗試確定精品資料淬硬層深度(shēndù)淬硬層深度和硬度是檢驗感應(yīng)加熱表面淬火質(zhì)量的主要指標淬硬層的合理分布對于提高疲勞強度非常重要，壓應(yīng)力一般，淬硬層深度是零件厚度的10～20％時，可以獲得最佳力學(xué)性能為防止開裂，軸端應(yīng)留2－8mm不淬，相鄰(xiānɡlín)兩淬硬