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表面淬火_淬火方法

分类: 表面处理来源:百度百科作者:百度百科发布时间:2019-04-12关键字:表面淬火  淬火方法
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加热用的能源通常有电磁感应加热,火焰加热,电接触加热及在电解液中加热;并可采用更高密度的能源,如电子束、激光、电弧等。能源提供的能量密度越高,则表面加热和淬硬层越薄。

  加热用的能源通常有电磁感应加热,火焰加热,电接触加热及在电解液中加热;并可采用更高密度的能源,如电子束、激光、电弧等。能源提供的能量密度越高,则表面加热和淬硬层越薄。

  电磁感应加热表面淬火

  铁磁性物质的工件处在交变磁场中时,会因感应而在内部产生电流。这种电流在微小区域内形成回路,称之为涡流。涡流电流强度与交变磁场磁通变化率和工件材质有关。涡流在工件中仅集中在表层,有所谓“集肤效应”。表面电流最大,向内逐渐降低。电流值保持表面电流I0的1/e以上的厚度称为“电流透入深度”(e为自然对数的底)。钢铁材料在居里温度(磁性转变温度,中碳钢约为724℃)以上由于导磁率的突然变化,电流透入深度(△)急剧增大。当被加热材料与感应器条件相同时,△值取决于感应器中交变电流的频率(f),对于钢铁材料,△≌500/(mm)。因此要根据淬火层厚度的要求选择电流频率。常用的感应加热用交流电源有3种:(1)高频。200~300kHz,采用电子管式高频振荡电源,淬硬层厚度一般为1~3mm。(2)中频。500~800Hz,采用中频发电机或可控硅变频装置电源,淬硬层厚度一般为6~8mm。(3)工频。一般工业频率50Hz,采用加热变压器电源,由工业电网供电,淬硬层厚度一般为10~20mm,其电流透入深度则可达50~70mm,适于大件的表面淬火。

  如图1所示,电磁感应加热表面淬火通常是将工件置于一加热感应圈内,感应圈通入交变电流以形成交变磁场。感应圈多用铜管制成,可以是单圈或多圈的,管内通入冷却水防止工作时升温。加热和喷冷淬火可采用连续和断续两种方式,皆可在图1机构上实现。喷水圈设在加热器的下方,在连续式加热-喷冷时,工件在自旋转(使加热均匀)的同时向下移动,表面各部位依次加热和淬冷;在断续式加热-喷冷时,工件自旋转时位置不变,待一定面积被加热到淬火温度时,迅速下降并喷水冷却。 [2]

  表面淬火时的加热温度取决于钢的成分(临界点)、原始组织和加热速度。加热速度一般在50~500℃/s之间,属快速加热。由于钢在快速加热时奥氏体形成的动力学的特点,在加热速度、加热温度、钢的原始组织和淬火后组织、性能几方面之间具有如图2所示的关系。Ⅱ区为最佳规范,既具有细晶粒,又具有高硬度。Ⅰ区加热不足,晶粒虽细小,但加热时奥氏体形成不充分,淬火硬度不足。Ⅲ区为加热过度,晶粒长大,硬度也因残留奥氏体较多而略有下降。

  火焰加热表面淬火

  将工件置于氧-乙炔(也可用天然气等)火焰中,表面快速加热至淬火温度后喷水淬冷。火焰温度一般为3000℃左右。本法设备简单,常用于小批、单件生产或零部件的维修。其设备包括:(1)喷嘴。氧-乙炔按一定比例混合,在相当高的压力下从喷嘴小孔喷出并被点燃。喷嘴的布置,一般按工件表面制成仿形状。(2)淬火机床。固定工件和喷嘴位置,并可控制工件(或喷嘴)的旋转和移动。(3)燃烧控制装置。保证氧-乙炔气有稳定的混合比和喷出压力。

  电接触加热表面淬火

  利用触头(铜或石墨材质)和工件的接触电阻,低电压、大电流,使触点温度迅速上升。将触点以一定速度移过工件表面,即可将表层加热至淬火温度,并在工件自身的冷却下淬硬。本法简易可行,适于大件的局部表面淬火。

  电解液加热表面淬火

  以工件作阴极,置于电解液中(常用5%~20%碳酸钠水溶液),以电解槽为阳极,通入200~300V直流电。由于电解作用使阴极(工件)表面形成一层氢气膜。氢气膜具有大的电阻,温度迅速升高,并将工件表面加热到淬火温度。停电后电解液将工件淬冷。本法适用于大批量生产工件的局部表面淬火。

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