感应淬火,感应加热原理

原理： 感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法，。当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。 金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。 涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。 扩展资料： 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。 与普通加热淬火比较感应加热表面淬火具有以下优点： 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。 感应加热的作用，在不可见的磁场影响下，与火焰淬火是一样的。例如，由高频发生器产生的较高频率（200000赫以上），一般能产生剧烈、快速和局部性的热源，相当于小而集中的高温气体火焰的作用。 反之，中频（1000赫及10000赫）的加热效果，比较分散和缓慢，热量穿透较深，与比较大的和开阔的气体火焰相似。 参考资料来源：百度百科——感应加热

1.退火

操作方法:将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后，一般随炉温缓慢冷却。

目的:1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点:1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料;2.一般在毛坯状态进行退火 。

2.正火

操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。

目的:1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。

应用要点:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。

3.淬火

操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。

目的:淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。

应用要点:1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。

4.回火

操作方法:将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。

目的:1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂;2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能;3.稳定工件尺寸。

应用要点:1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火;2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一次回火脆性。

5.调质

操作方法:淬火后高温回火称调质，即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度，保温后进行淬火，然后在400~720度的温度下进行回火。

目的:1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度;2.减小淬火时的变形和开裂;3.获得良好的综合力学性能。

应用要点:1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢;2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。

6.时效

操作方法:将钢件加热到80~200度，保温5~20小时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。

目的:1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期间的变形;2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳定形状和尺寸。

应用要点:1. 适用于经淬火后的各钢种;2.常用于要求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量工具、床身机箱等。

7.冷处理

操作方法:将淬火后的钢件，在低温介质(如干冰、液氮)中冷却到-60~-80度或更低，温度均匀一致后取出均温到室温。

目的:1.使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限;2. 稳定钢的组织 ，以稳定钢件的形状和尺寸。

应用要点:1.钢件淬火后应立即进行冷处理，然后再经低温回火，以消除低温冷却时的内应力;2.冷处理主要适用于合金钢制的紧密刀具、量具和紧密零件。

8.火焰加热表面淬火

操作方法:用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰，喷射到钢件表面上，快速加热，当达到淬火温度后立即喷水冷却。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持韧性状态。

应用要点:1.多用于中碳钢制件，一般淬透层深度为2~6mm;2.适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。

9.感应加热表面淬火

操作方法:将钢件放入感应器中，使钢件表层产生感应电流，在极短的时间内加热到淬火温度，然后喷水冷却。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持韧性状态。

应用要点:1.多用于中碳钢和中堂合金结构钢制件;2. 由于肌肤效应，高频感应淬火淬透层一般为1~2mm，中频淬火一般为3~5mm，高频淬火一般大于10mm.

10.渗碳

操作方法:将钢件放入渗碳介质中，加热至900~950度并保温，使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。

目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保持韧性状态。

应用要点:1.用于含碳量为0.15%~0.25%的低碳钢和低合金钢制件，一般渗碳层深度为0.5~2.5mm;2.渗碳后必须进行淬火，使表面得到马氏体，才能实现渗碳的目的。

11.氮化

操作方法:利用在5..~600度时氨气分解出来的活性氮原子，使钢件表面被氮饱和，形成氮化层。

目的:提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点:多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢，以及碳钢和铸铁，一般氮化层深度为0.025~0.8mm.

12.氮碳共渗

操作方法:向钢件表面同时渗碳和渗氮。

目的:提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。

应用要点:1.多用于低碳钢、低合金结构钢以及工具钢制件，一般氮化层深0.02~3mm;2.氮化后还要淬火和低温回火。

1) 单介质淬火
工件在一种介质中冷却，如水淬、油淬。优点是操作简单，易于实现机械化，应用广
泛。缺点是在水中淬火应力大，工件容易变形开裂；在油中淬火，冷却速度小，淬透直径
小，大型工件不易淬透。
2) 双介质淬火
工件先在较强冷却能力介质中冷却到 300℃左右，再在一种冷却能力较弱的介质中冷
却，如：先水淬后油淬，可有效减少马氏体转变的内应力，减小工件变形开裂的倾向，可
用于形状复杂、截面不均匀的工件淬火。双液淬火的缺点是难以掌握双液转换的时刻，转
换过早容易淬不硬，转换过迟又容易淬裂。为了克服这一缺点，发展了分级淬火法。
3) 分级淬火
工件在低温盐浴或碱浴炉中淬火，盐浴或碱浴的温度在 Ms点附近，工件在这一温度停
留 2min～5min，然后取出空冷，这种冷却方式叫分级淬火。分级冷却的目的，是为了使工
件内外温度较为均匀，同时进行马氏体转变，可以大大减小淬火应力，防止变形开裂。分
级温度以前都定在略高于 Ms 点，工件内外温度均匀以后进入马氏体区。现在改进为在略
低于 Ms 点的温度分级。实践表明，在 Ms 点以下分级的效果更好。例如，高碳钢模具在
160℃的碱浴中分级淬火，既能淬硬，变形又小，所以应用很广泛。
4) 等温淬火
工件在等温盐浴中淬火，盐浴温度在贝氏体区的下部(稍高于 Ms)，工件等温停留较长
时间，直到贝氏体转变结束，取出空冷。等温淬火用于中碳以上的钢，目的是为了获得下
贝氏体，以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。低碳钢一般不采用等温淬火。

高中频淬火的硬层深度上来讲中频淬火：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 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5-10 1000-10000HZ叫中频。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。10000HZ以上叫高频淬火。2.高频淬火原理上讲高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 中频淬火，就是将金属件放在一个感应线圈内，感应线圈通交流电，产生交变电磁场，在金属件内感应出交变电流。 河南通诚电子科技希望能帮助到您！

一、频率范围区别： 　　（1）中频：频率范围一般在1kHz至20kHz左右，典型值是8kHz左右。 　　（2）高频：频率范围为一般40kHz至200kHz左右，常用40kHz至80kHz。 二、加热厚度 　　（1）中频：加热厚度约3-10mm。 　　（2）高频：加热深度或厚度约1-2mm。 三、用范围 　　（1）中频：多用于较大工件，大直径轴类，大直径厚壁管材，大模数齿轮等工件加热等 　　（2）高频：多用于小型工件的深层加热等。

高中频淬火的硬层深度上来讲中频淬火：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 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5-10 1000-10000HZ叫中频。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。10000HZ以上叫高频淬火。2.高频淬火原理上讲高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个趋肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。 中频淬火，就是将金属件放在一个感应线圈内，感应线圈通交流电，产生交变电磁场，在金属件内感应出交变电流。 河南通诚电子科技希望能帮助到您！

感应加热表面淬火
感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点：
1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高
2.工件因不是整体加热，变形小
3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少
4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命
5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好
6.便于机械化和自动化
7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。
提供的频率为1000-2500

高频感应淬火的作用有：
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。

【高频感应淬火】是利用高频感应加热设备（即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备），使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。
感应加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流电 （1000-300000Hz或更高）的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。

表面淬火与普通淬火比具有如下优点：
1、工件表面硬度高，经高、中频感应加热设备表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2-3个单位（HRC）。缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命；
2、工件因不是整体加热，变形小 ；
3、工件加热时间短，表面氧化脱碳量少 ；
4、热源在工件表层，加热速度快，热效率高 ；

感应加热表面淬火是表面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，与其他热处理相比，零件废品率极低。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，使用简单(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及渗碳钢制作零件而不降低零件质量，所以，在某些条件下可以代替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。

热处理炉之灰铸铁表面淬火和表面化学热处理 热处理工艺：火焰淬火 加热：适合采用火焰淬火的灰铸铁的化合碳在0.5%~0.7%（质量分数）范围内，化合碳较少，淬火后硬度偏低；化合碳大于0.8%(质量分数)，淬裂敏感性高，不适合采用火焰淬火工艺方法。淬火加热温度为850~950C 回火：在150~205C消除应力回火，将减小变形和开裂，也增加硬化层韧性 其他：可获得硬度高、耐磨性好的马氏体外层和软的心部组织的复合结构 热处理工艺：感应淬火 加热：适合于感应淬火的铸铁的化合碳含量推荐为0.4%~0.5%(质量分数)。灰铸铁感应加热通常推荐的淬火加热温度为870~925C，得到的硬度大于45HRC。铸件含珠光体量少的应选用较高奥氏体温度。如以硬度来判别的话，铸态或正火铸件在感应淬火前的最低硬度为229HBS 回火：同上 其他：铸件感应淬火后变形较小。同样铸件经感应淬火后，铸件心部组织不变，表面能得到高的硬度和耐磨性 热处理工艺：表面化学热处理 加热：灰铸件、球墨铸铁和可锻铸铁在碱性氰化钢盐浴炉中，于530~570C处理0.5~2h，进行渗氮和碳氮共渗 回火：300C回火（不要求淬火），可获得10μm渗氮层，硬度为790HV 其他：可改善铸铁件的耐磨性、疲劳强度、抗擦伤和抗咬合能力

一、消除内应力退火： 当铸件形状复杂，厚薄不均时，由于浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同，往往在铸件内部产生很大的应力。它不仅削弱了铸件的强度，而且在随后的切削加工之后，由于应力的重新分布而引起变形，甚至开裂。因此，对精度要求较高或大型、复杂的铸件（如机床床身、机架等）在切削加工之前，都要进行一次消除内应力的退火，有时甚至在粗加工之后还要进行一次。 消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500-560℃，保温一段时间（每10毫米截面保温一小时），然后以极缓慢的速度随炉冷至150-200℃后出炉。此时，铸件的内应力基本上被消除。 应当指出，若退火温度超过560℃或保温时间过长，会引起石墨化，使铸件的强度与硬度降低，是不适宜的。 二、消除部分白口的软化退火 ： 铸件冷凝时，在表面或某些薄壁处，由于冷却速度较快，很容易出现白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，造成切削加工的困难和使用时易剥落。此时就必须将铸件加热到共析温度以上，进行消除白口的软化退火。 消除白口的软化退火，一般是把铸件加热到850-950℃，保温1-3小时，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段石墨化，然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解，即进行中间和第二阶段石墨化，待随炉缓冷到500-400℃时，再出炉空冷，这样就可获得铁素体或铁素体 珠光体基体的灰口铸铁，从而降低了铸件的硬度，改善了切削加工性。若采用较快的冷却速度，使铸件不发生第二阶段石墨化，则最终就获得珠光体基体的灰口铸铁，增加了铸件的强度和耐磨性。 三、表面淬火 ： 表面淬火的目的是提高灰口铸铁件的表面硬度和耐磨性。表面淬火的方法有高频感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火及接触电热表面淬火等。 灰口铸铁(gray iron)是第一阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，全部或大部分碳以片状石墨形态存在，断口呈灰暗色，因此得名，它包括一般灰口铸铁(简称灰铸铁)、球墨铸铁、麻口铸铁、孕育铸铁、稀土灰口铸铁等。 灰口铸铁其断口的外貌呈浅灰色，故称为灰口铸铁(灰铁)。此价格便宜，应用广泛，灰口铸铁占铸铁的总产量80%以上。

感应加热淬火开裂产生原因：
1.钢中含碳量、含锰量偏高；
2.钢中夹杂物多、呈网状，成分有偏析，含有害元素多；
3.加热温度过高，温度不均匀，零件上尖角沟槽、圆孔处应力集中；
4.冷却速度过大而且不均匀；
5.淬火介质选择不当；
6.回火不及时，回火不足；
7.材料淬透性偏高；
8.返修件未经退火、正火；
9.零件结构设计不公道，技术要求不当。

感应加热淬火开裂防止方法：
1.零件含碳量和含锰量不应超过上限。试淬时，可调整工艺参数，也可调整淬火介质；
2.高碳钢和高碳合金钢感应加热淬火前需进行球化退火，检查非金属夹杂物含量和分布状况，毛坯须进行反复铸造；
3.调整电参数，降低单位面积电功率，缩短加热时间。淬火前用石棉绳或金属棒料堵塞沟槽、孔洞；尖角倒圆；轴端留非淬硬区；
4.降低水压，减少喷水量，缩短喷水时间；
5.改用冷却能力低的淬火剂。用油、聚乙烯醇水溶液或其它乳化剂作为合金钢淬火剂；
6.淬火后及时回火，淬回火之间的停留，对于碳钢或铸铁不超过4h，合金钢不超过0.5h。回火不足时，适当延长回火时间；
7.材料淬透性高时，可以选用冷却慢的淬火介质；
8.返修件须经过退火、正火后，再感应加热淬火；
9.建议设计部分，修改不公道的结构设计，提出切实可行的工艺要求。

您好据我了解在淬火时出现裂纹的情况是这样的：
1.在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生；
2.淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在；
如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。

希望我的回答能够为您带来帮助！