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行業(yè)知識(shí)/ Industry Knowledge

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感應(yīng)加熱設(shè)備之表面熱處理表面淬火常見(jiàn)缺陷及對(duì)策

信息編輯：鄭州高氏發(fā)布時(shí)間：2012-06-21

用交流電流流向被卷曲成環(huán)狀的導(dǎo)體（通常為銅管），由此產(chǎn)生磁束，將金屬放置其中，磁束就會(huì)貫通金屬體，在與磁束自繳的方向產(chǎn)生窩電流（旋轉(zhuǎn)電流）這感應(yīng)電流在窩電流的影響下產(chǎn)生發(fā)熱用這樣的加熱方式就是感應(yīng)加熱。由此，對(duì)金屬等被加熱物體，在非接觸的狀態(tài)下就能加熱。這時(shí)窩電流的特性是在線圈接近的物體上集中感應(yīng)加熱在物體的表面上較強(qiáng)里邊較弱的特點(diǎn)，用這樣的原理來(lái)在被加熱體的必要的地方集中加熱達(dá)到瞬間加熱效果由此相對(duì)生產(chǎn)量，工作量都提高。

硬度不足產(chǎn)生原因：

1.單位表面功率低，加熱時(shí)間短，加熱表面與感應(yīng)器間隙過(guò)大，使感應(yīng)加熱溫度降低，淬火組織中有較多的未溶鐵素體
2. 加熱結(jié)束至冷卻開(kāi)始的時(shí)間間隙太長(zhǎng)，噴液時(shí)間短，噴液供應(yīng)量不足或噴液壓力低，淬火介質(zhì)冷卻速度慢，使組織中出現(xiàn)托氏體等非馬氏體組織

對(duì)策：

1.提高比功率，延長(zhǎng)加熱時(shí)間，減小感應(yīng)器與工件表面距離
2.加大噴液供應(yīng)量，減少加熱結(jié)束至冷卻開(kāi)始的時(shí)間，提高冷卻速度

軟點(diǎn)三產(chǎn)生原因：噴水孔堵塞或噴水孔太稀，使表面局部區(qū)域冷卻速度降低

對(duì)策：檢查噴水孔

軟帶產(chǎn)生原因：軸類工件連續(xù)加熱淬火時(shí)，表面出現(xiàn)黑白相間的螺旋帶或沿工件運(yùn)動(dòng)方向的某一區(qū)域出現(xiàn)直線黑帶。黑色區(qū)域存在有未溶鐵素體、托氏體等非馬氏體組織。

產(chǎn)生的原因是

1．噴水角度小，加熱區(qū)返水
2．工件旋轉(zhuǎn)速度與移動(dòng)速度不協(xié)調(diào)，工件旋轉(zhuǎn)一周感應(yīng)器相對(duì)移動(dòng)距離較大
3．噴水孔角度不一致，工件在感應(yīng)器內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)

對(duì)策

1．加大噴水角度
2．協(xié)調(diào)工件旋轉(zhuǎn)速度與感應(yīng)器移動(dòng)速度
3．保證工件在感應(yīng)器內(nèi)同心旋轉(zhuǎn)

淬火裂紋c產(chǎn)生原因：

1．過(guò)熱（如軸端裂紋，齒面弧形裂紋)
2．冷卻過(guò)于激烈
3．鋼材含碳量較高，開(kāi)裂傾向急劇增加
4．工件表面溝槽、油孔使感應(yīng)電流集中
5．未及時(shí)回火

對(duì)策

1．降低比功率，減少加熱時(shí)間，增大感應(yīng)器與表面距離，同時(shí)加熱時(shí)降低感應(yīng)器高度

2．采用冷速較緩慢的淬火介質(zhì)，降低噴液供給量和噴液壓力
3．精選碳含量，使45鋼中的碳控制在下限，采用冷卻速度緩慢的淬火介質(zhì)
4．用鐵屑堵塞
5．及時(shí)回火或采用自行回火

畸變產(chǎn)生原因：感應(yīng)淬火時(shí)，多數(shù)表面為熱應(yīng)力型畸變。為了控制畸變量，應(yīng)減少熱量向心部傳遞

對(duì)策：采用透入式加熱，提高比功率，縮短加熱時(shí)間。軸類工件采用旋轉(zhuǎn)加熱，能減少?gòu)澢儭榉乐过X輪軸內(nèi)徑收縮，內(nèi)孔加防冷蓋，使之與淬火介質(zhì)隔絕。薄壁齒輪淬火時(shí)，對(duì)內(nèi)孔噴水加速冷卻，可控制內(nèi)徑脹大

硬化區(qū)分布不合理產(chǎn)生原因：淬硬區(qū)與非淬硬區(qū)位于工件應(yīng)力集中處，由于該處存在殘余拉應(yīng)力峰，容易發(fā)生斷裂

對(duì)策：使硬化區(qū)離開(kāi)應(yīng)力集中的危險(xiǎn)斷面6~8mm，或?qū)孛孢^(guò)渡的圓角也進(jìn)行淬火強(qiáng)化或滾壓強(qiáng)化

硬化層過(guò)厚產(chǎn)生原因：對(duì)于小模數(shù)齒輪同時(shí)加熱淬火后，齒部幾乎全部淬透，使用過(guò)程中易斷齒

對(duì)策：在工藝上選用頻率高的設(shè)備，提高單位面積上的功率，縮小感應(yīng)器與工件的間隙，減少加熱時(shí)間，可減少硬化層厚度

表面灼傷產(chǎn)生原因：由于感應(yīng)器與工件短路，使工件表面出現(xiàn)燒傷痕跡和蝕坑

對(duì)策：保證感應(yīng)器與工件之間合適的距離

感應(yīng)加熱4大效應(yīng)：

1、集膚效應(yīng)：交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)其截面上電流密度做不均勻分布，較大值在導(dǎo)體的表面層，且以指數(shù)函數(shù)規(guī)律向心部衰減．

2、鄰近效應(yīng)：兩個(gè)載流導(dǎo)體的電流方向相同時(shí)，電流從兩導(dǎo)體的外側(cè)流過(guò)，即導(dǎo)體相鄰表面的電流密度?。环粗?，如果電流方向相反時(shí)，電流從兩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)流過(guò)，即導(dǎo)體相鄰表面的電流密度較大。這種現(xiàn)象成為高頻電流的鄰近效應(yīng)。頻率越高，兩導(dǎo)體靠的越近，鄰近效應(yīng)越顯著。

3、環(huán)狀效應(yīng)（又叫圓環(huán)效應(yīng)或環(huán)流效應(yīng)）：高頻電流通過(guò)圓柱形狀、圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀件時(shí)，較大的電流密度分布集中載圓柱狀（圓環(huán)狀或螺旋圓柱管狀）零件的內(nèi)側(cè)，即圓環(huán)內(nèi)側(cè)的電流密度較大，這種現(xiàn)象稱為圓環(huán)效應(yīng)。

4、尖角效應(yīng)：將尖角（棱角）或形狀不規(guī)則的零件放載圓環(huán)形的感應(yīng)器中，如果零件的高度小于感應(yīng)器高度，感應(yīng)加熱時(shí)，載零件中的尖角部位或棱角部分由于渦流強(qiáng)度大，加熱激烈，在較短時(shí)間內(nèi)升高溫度，并造成過(guò)熱，這種現(xiàn)象稱為尖角效應(yīng) .