高频感应淬火实现表面同时加热途径

高频淬火加热方式有两种：第一种是同时加热淬火，即将工件需要淬火的表面同时加热，随后进行急剧的冷却；第二种是循序连续加热淬火，即用感应加热工件的一小部分表面，同时工件由上向下移动，使表面循序连续加热和冷却。

进行多品种、小批量零件的生产时，不同材料可能需要使用不同的淬火介质，故大多采用同时加热的淬火方式。若淬火表面积较大的零件，受设备功率等因素的限制，则考虑采用连续加热的方式进行淬火。

1.马氏体不锈钢工件内孔高频表面淬火

（1）加工难点

马氏体不锈钢工件内孔高频表面淬火采用同时加热的方式，其加工难点在于不锈钢材质和内孔表面淬火。

高频感应加热过程中，温度超过材料失磁点（钢铁材料失磁点温度一般在700～800℃）时，材料电磁感应能力降低，加热速度下降数倍，进一步加热困难。而不锈钢热处理温度高，均在1000℃以上，加热到材料的淬火温度难度更大。另一方面，由于其热处理温度高，接近材料的熔点，虽然失磁点以上加热速度降低，但较常规热处理加热速度仍很快，又难以控制，存在发生零件表面过热熔融的风险。

环状效应是高频感应加热的三大效应之一，也是造成内孔加热困难的原因所在。即使用感应圈对工件进行加热时，通过高频感应圈的电流集中在感应圈的内侧表面。加热工件外圆表面时，感应圈内侧表面与工件外侧表面相对应，有利于工件的加热，而加热工件内孔表面时，方向则正好相反，会使感应器的电效率显著降低，不利于工件的加热。而且，进行内孔感应淬火时，加热面在工件内部，操作者从外部不易直接观测，一定程度上增加了操作困难。

（2）高频淬火工艺方案

高频淬火工艺方案包括加热时间、淬火温度、淬火介质。

许多人认为，使用高频感应淬火设备都属于瞬时加热，可以在短短几秒内达到淬火温度，这种认识反映的是普遍情况，却是不全面的。有些情况下，加热速度会慢一些，而在一些特殊情况下，通过降低电压输出等手段，减慢零件的加热速度，可以满足一些特殊工件或特殊技术要求的需要。对于该工件来说，由于诸多不利因素的存在，快速加热是不现实的，考虑目测温度变化的需要和防止过热甚至表面熔融现象的发生，以保证淬火质量，必须立足于较慢的加热速度。加热速度过慢则将失去表面淬火的优势，还会因热传导使淬硬层过大。实践证明，将该工件的加热时间控制在2.5～3min之间较为适宜。

工件的淬火温度应根据钢种、原始组织及在相变区的加热速度来确定，钢种和原始组织一定的条件下，淬火温度主要由加热速度决定。加热速度越快，所需的淬火温度越高，高频淬火加热速度远高于常规热处理，因此，高频淬火温度普遍高于常规热处理淬火温度。球面轴承由于各种原因，加热存在诸多困难，淬火温度不宜过高，淬火温度越高，实现难度越大，这也是选择较慢加热速度的原因之一。虽然选择了较慢的加热速度，但仍属快速加热，再考虑较慢的加热速度意味着奥氏体化时间较快速加热长。经过对多种因素的综合分析，淬火温度应与常规热处理相当或略高。

马氏体不锈钢淬透性好，工件尺寸不是很大时，空冷即可完全淬透。球面轴承有效厚度不足10mm，且又是表面淬火，理论上应选择空冷淬火。同时，考虑到淬火温度选择较低的特殊情况，为保证工件淬火效果，满足硬度要求，空冷淬火不可避免地存在一定不确定因素，选择冷却速度较快的淬火介质、弥补淬火温度较低的可能缺陷就成为必然选择。油冷却速度明显好于空冷，在各类淬火介质中属于较慢的一种，工件加热到淬火温度后立即浸油淬火即可达到淬火效果。较慢的冷却速度又不致产生裂纹等缺陷，稳定而有效地满足技术要求。

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