郑州领诚电子技术有限公司

车载光电系统空心轴零件关键部位的感应加热淬火

电磁感应加热是利用电磁感应原理实现对工件加热的一项技术,在20世纪中后期得到飞跃发展。由于感应加热的电热转换、加热范围易于控制、工作环境洁净,在企业得到越来越广泛的应用,在特殊钢熔炼、铸造金属液保温,战车发动机、火炮身管、甲板热处理,甚至枪的中黄铜线在线退火设备,成功地取代了传统的电阻、燃油、燃气等加热设备钢筋在线退火设备。作为一项理论基础深厚的技术,电磁感应加热技术在工业领域的应用已比较成熟,而且应用范围不断扩大。

在通常的光电信息平台中,光电转台几乎承载了红外热成像等全部光电窗口系统,转台回转面的精度与可靠性直接决定了光电系统的观测工作精度,影响了平台的火控打击精度。为减轻装备质量,减小光电窗口的目标特征,同时为保证光路从空心轴内通过,必 须采用薄壁空心轴结构铜棒料在线退火设备。空心轴零件关键部位的淬火,可以为提升车载光电系统的稳定性和使用寿命提供有效措施保证。

试验得出的淬火质量的几个关键原因

采用同一中频感应淬火参数,对于热处理项目进行检测,我们发现:

(1)正火工件的感应淬火组织,马氏体较粗大。

(2)正火处理的工件感应淬火后硬化层相对于调质硬化层要浅一些。

(3)表面硬度也比调质的低1~3HRC(但是一旦增加感应淬火时间钢棒在线退火设备,正火工件和调质工件的表面硬度和硬化层没有太大的区别,但是组织相比较更粗)。

(4)正火工件的变形规律性不强。调质工件变形很小,甚至没有变化(因此对于以后大批量采用正火作为预备热处理的工件,需要热后加工(主要是长度尺寸),保证尺寸合格,并且不同钢材炉号的材料也要做变形试验,保证加工余量。调质工件的加工成本比正火工件的冷加工成本高很多。因为调质工件首先要正火,就是说多了一道淬火+高温回火工艺;调质工件粘度高,刀具消耗多,冷加工成本也高(正火增加热后尺寸修正的成本相对于调质还是低很多)。

(5)调质状态的工件硬化层分布较正火状态的明显,正火状态的过渡区较大。用酒精腐蚀观察正火状态的模糊。仔细观察正火和调质工件的过渡区,在调质工件的过渡区,可以发现马氏体组织,而在正火工件的过渡区没有发现,间接地证明了对于感应加热,由于加热时间短,基体组织越均匀,产生完全奥氏体的可能性越大,冷却时产生完全马氏体的几率也大。

感应加热是一种快速加热方式,奥氏体化程度和均匀化程度不仅与原始组织有关,而且与加热速度有关。原始组织越均匀,加热速度缓慢,完成奥氏体化并均匀化所需的时间就短,反之则相反。

高频淬火和中频淬火的区别

高频淬火和中频淬火都属于表面热处理技术的一种，都是利用高频率(或中频率、工频)的感应电流，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。

高频淬火和中频淬火的工作原理一样，都是感应加热原理：即工件放到感应器内，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

不过加热过程中，感应电流在工件中的分布是不均匀的，不同的电流频率产生的加热效果也是不同的：

1、高频淬火

电流频率在100～500 kHz

淬硬层浅(1.5~2mm)

硬度高

工件不易氧化

变形小

淬火质量好

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)

2、中频淬火

电流频率在500～10000 Hz

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

简而言之，高频淬火和中频淬火的区别就是加热厚度的不同，高频淬火可以短时间的表层淬硬，晶体组织很细，结构变形小，而中频表面应力比高频的要小。 感应加热设备广泛用于金刚石圆盘锯，硬质合金刀具，刀具的钎焊，小型工件的热处理淬火，退火，调质，热变形，小量有色金属的热处理淬火，退火，热变形，熔炼。

齿轮淬火设备的原理

来给大家介绍下关于齿轮淬火设备的内容，下面一起来了解下吧：

齿轮淬火设备：为了加强齿轮的韧度所以会有齿轮淬火这个工艺。而齿轮淬火设备就是对齿轮、链轮等轴类的一些工件进行表面淬火或淬火的一个加工设备。齿轮淬火设备以IGBT为主要器件，功率电路以串联振荡为基本特征，控制电路以频率自动跟踪。每台设备都配有相应的感应器。

齿轮淬火设备可编程淬火机床：主要用于马达转轴、各类精 密轴芯、销轴类、气门、阀杆、阀座、车轴、减振器活塞杆等各类五金轴件淬火。

刚刚已经给大家简单介绍了下齿轮淬火设备的概念，现在继续来看下它的原理吧。

齿轮淬火设备原理：将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时，周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流的。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小，这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。

这个样子的钢棒淬火处理线你见过没？

这款钢棒加热设备是一款感应加热设备，该设备采用的电磁感应原理来给钢棒进行加热处理，钢棒中频加热炉的感应线圈通过交变电流以非接触的形式，将热量直接从工件内部产生，不再是传统加热设备通过热传递的加热方式，减少了热量损失，加热达85%以上，降耗性能突出。

在钢棒热处理工程中，这款感应加热设备便成为了主力军，设备安装温控系统，采用的红外线测温仪，测温，控制系统自动调节中频电源功率大小，以确保工件加热温度达到设定范围，保证钢棒热处理质量达标且。同时钢棒淬火处理线炉体密封设计，热处理无粉尘、废气废烟等产生，噪音低。