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什么叫表面淬火?

表面淬火是一种局部淬火的方法,在工件的表面获得一定深度的硬化层,而心部仍保持未淬火状态。表面淬火时快速加热工件表面,很快达到淬火温度,热量还来不及传到工件心部就已经冷却,实现局部淬火的效果。工件表面应仔细清理,去除毛刺、铁屑和油污等,表面状态会明显影响淬火效果。

常用的表面淬火

(1)感应淬火

在一个感应线圈内通一定频率的交变电流(分高频、中频和工频三种),使感应线圈周围产生相同频率的交变磁场,置于磁场内的工件就产生与感应线圈频率相同,方向相反的感应电流,称为涡流。由于集肤效应,涡流主要集中在工件的表层。由涡流产生的电阻热迅速加热工件表层到淬火温度,随即向零件喷水,使工件表层淬硬,淬硬层的厚度随频率升高而变薄。这就是感应加热表面淬火。加热速度极快,仅在涡流经过的表层几秒钟内就能把工件表层温度升到800~1000℃,而心部来不及升温。所以感应淬火的原理是由电磁感应在工件表面产生涡流加热工件表层,随即快冷,使表层强化的表面淬火技术。实际应用的电流频率从50Hz~500KHz。其中,50Hz~10KHz为中频,以可控硅(晶闸管)为主,用于淬硬层深度较深的,如轧辊等;10KHz~50KHz为超音频,以IGBT(绝缘栅双极型晶体管是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件)为主,应用范围最为广泛;50KHz以上称为高频,应用于精细工件加工,以电子管为主,有用MOS管的。

(2)火焰淬火

用火焰加热一定范围的工件表面,使其奥氏体化并淬火的工艺。火焰供给表面的热量必须大于自表面传给心部和散失的热量才能实现表面淬火。产生火焰用的气体有氧-乙炔混合气,产生的氧炔焰温度最高,可达3100℃;还有煤气-氧气混合气;天然气-氧气混合气;丙烷-氧气混合气,其中丙烷-氧气混合气产生的火焰温度最低,2650℃。优点是设备简单,操作方便,成本低廉,不受工件大小限制,淬火后表面无氧化和脱碳现象,变形小。缺点是容易过热,受表面形状限制,加热气体有爆炸隐患。


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