第六节 钢表面淬火.ppt

第六节 钢的表面淬火 （一）感应加热的基本原理 感应加热表面淬火示意图 （二）感应加热淬火的分类和选用 感应加热淬火机床 （三）感应加热表面淬火的特点 （四）感应加热淬火的工艺 三、火焰加热表面淬火 * * 一、表面淬火的定义及方法 二、感应加热表面淬火 三、火焰加热表面淬火  一、表面淬火的定义及方法 表面淬火：在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面层奥氏体化后进行淬火，以强化零件表面的热处理的方法。 根据加热方式不同，有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、点接触电加热表面淬火、激光加热表面淬火等。 二、感应加热表面淬火 交变电流 交变磁场 → → 感应电流 表面加热 → 式中 f －交流电频率Hz δ－电流透入深度mm 1.??高频 200-300KHz，淬硬深度 0.5-2mm ，适于小工件。 2.??中频2500-8000Hz ，淬硬深度2-10mm ，适于尺寸较大 的工件。 3.??工频 50Hz，淬硬深度10-15mm ，适于大型工件。 4. 超音频感应加热淬火：淬硬层深度在2mm以上，适用于模数为3～6的齿轮、链轮、花键轴及凸轮等。 1. 感应加热速度快。 感应加热淬火后工件表面得到极细的隐晶马氏 体 组织，使表面的硬度比普通淬火高，脆性也 较低，并具有较高的疲劳强度。 3. 工件表面不容易氧化和脱碳，且变形也小。 4. 淬硬层深度易于控制。 淬火操作易于实现机械化和自动化，劳动条件 好、生产率高。 中碳钢和中碳低合金钢（40、45、40Cr等）、铸铁 1. 感应加热淬火用钢 2. 感应加热淬火件的技术要求 （1）表面硬度 表面硬度要求在45～58HRC范围内。 （3?）预备热处理 → 正火或调质 齿轮：m≥5，单齿同时加热淬火， 硬化层仿齿形分布。 （2）??淬硬层深度 轴类件：小直径（10～20mm），δ≤1/5R 大直径，δ≤1/10R。 m＜5，同时加热淬火，齿根淬硬。 淬火后要进行低温回火 （五）感应加热淬火零件的加工工艺路线 下料→锻造→正火→粗加工→（调质）→ 精加工→感应加热淬火＋低温回火→磨削 与感应加热相比，设备简单，可用于尺寸大的零件的局部表面淬火。但生产率低。 （2~6mm） 激光加热表面淬火 激光加热表面淬火是利用高能密度(功率密度大于103W／cm2)激光束对金属工件表层迅速加热和随后激冷，使其表层发生固态相变而达到表面强化的一种淬火工艺。 优点：能量密度高，加热速度极快，无氧化脱碳， 热变形极小；冷却速度也很快，可自淬火 而无需冷却介质；表面光洁度高，不需要 再进行表面精加工，可作为最后一道工序； 表面硬度高，一般不需回火；适合对于形 状复杂的工件（如带有盲孔、小孔、小槽、 薄壁工件）进行局部表面淬火。 激光淬火区 未淬火区 热影响区 随堂练习： 为了降低钢的硬度便于机加工可采用 工艺；为使零件获得高的强度、硬度和耐磨性可采用 工艺；为了提高零件局部的硬度和耐磨性可以采用 工艺；为了提高淬火零件的塑性和韧性可以采用 工艺。（低温回火、时效、表面淬火、高温回火、淬火、正火、退火） 交变电流→交变磁场→感应电流→工件电阻→加热，集肤效应→表面加热 Q＝0.24I2Rt； δ＝ (f－频率HZ，δ－电流透入深度mm)。 ? ? ? ? 进行正确和尽可能均匀的感应加热，基本条件是对每种工件都要制造与其形状和轮廓适应的感应器，感应器是用紫铜管或紫铜板制成环状、螺旋状等形状，将工件放入感应器内。 （一）??? 分类 1.???? 高频 200-300KHz，淬硬深度 0.5-2mm ，适于小工件，如中、小模数齿轮及中小尺寸轴件。 2.???? 中频2500-8000Hz ，淬硬深度2-10mm ，适于尺寸较大的工件，如大尺寸轴类零件和大模数齿轮。 3.???? 工频 50Hz，淬硬深度10-15mm ，适于大型工件，如轧辊、火车车轮。 4.???? 超音频 20-40KHz，稍高于音频（50KHZ），淬硬深度2mm，适于模数为3～6的齿轮、链轮、花键轴等。 （二）????? 感应加热表面淬火的特点 1.???? 加热速度快 、加热时间短。 几秒——几十秒，感应淬火温度：Ac3＋80～150℃。 加热时实际晶粒细小，淬火得到极细马氏体（隐晶M），硬度↑，比普通淬火组织高2～3HRC脆性↓。工件表面不易氧化、脱碳、变形小。 2.???? 淬后表层残余压应力→提高寿命。 3.???? 淬硬