中頻淬火爐實現表面同時加熱途徑

中頻淬火爐實現表面同時加熱途徑

中頻淬火爐加熱方式有兩種：是同時加熱淬火，即將工件需要淬火的表面同時加熱，隨后進行急劇的冷卻；第二種是循序連續加熱淬火，即用感應加熱工件的一小部分表面，同時工件由上向下移動，使表面循序連續加熱和冷卻。

進行多品種、小批量零件的生產時，不同材料可能需要使用不同的淬火介質，故大多采用同時加熱的淬火方式。若淬火表面積較大的零件，受設備功率等因素的限制，則考慮采用連續加熱的方式進行淬火。

1.馬氏體不銹鋼工件內孔中頻淬火爐

（1）加工難點

馬氏體不銹鋼工件內孔高頻表面淬火采用同時加熱的方式，其加工難點在于不銹鋼材質和內孔表面淬火。

中頻淬火爐加熱過程中，溫度超過材料失磁點（鋼鐵材料失磁點溫度一般在700～800℃）時，材料電磁感應能力降低，加熱速度下降數倍，進一步加熱困難。而不銹鋼熱處理溫度高，均在1000℃以上，加熱到材料的淬火溫度難度更大。另一方面，由于其熱處理溫度高，接近材料的熔點，雖然失磁點以上加熱速度降低，但較常規熱處理加熱速度仍很快，又難以控制，存在發生零件表面過熱熔融的風險。

中頻淬火爐環狀效應是感應加熱的三大效應之一，也是造成內孔加熱困難的原因所在。即使用感應圈對工件進行加熱時，通過感應圈的電流集中在感應圈的內側表面。加熱工件外圓表面時，感應圈內側表面與工件外側表面相對應，有利于工件的加熱，而加熱工件內孔表面時，方向則正好相反，會使感應器的電效率顯著降低，不利于工件的加熱。而且，進行內孔感應淬火時，加熱面在工件內部，操作者從外部不易直接觀測，一定程度上增加了操作困難。

某產品球面軸承（見圖1）要求sf28mm球面淬火，材料為馬氏體不銹鋼20Cr13，淬火硬度要求35～45HRC。該工件除上述加熱難點外，其加熱面為球面，而不是直通內孔，必然造成感應器與工件加熱面的間隙增大，進一步降低了電效率。通常進行內孔中頻淬火，為克服環狀效應對工件加熱的不利影響，采用在感應器上設置導磁體，以改變磁場的分布，迫使電流向接近于工件所需加熱的表面分布，從而改善加熱效果。但該工件內孔較小，去掉感應器與工件之間的間隙距離以及感應器自身尺寸，感應器內徑在13mm以下，無法加裝導磁體。對該工件的感應淬火只能通過優化工藝參數、改進加熱過程以Z大限度發揮設備能力的方法。