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第四章 表面淬火设备.ppt

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第四章 表面淬火设备,,表面淬火方法:感应淬火,火焰淬火,接触电阻加热淬火等。,§4.1 感应淬火,,感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点: 1.热源在工件表层,加热速度快,热效率高 2.工件因不是整体加热,变形小 3.工件加热时间短,表面氧化脱碳量少 4.工件表面硬度高,缺口敏感性小,冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料的潜力,节约材料消耗,提高零件使用寿命 5.设备紧凑,使用方便,劳动条件好 6.便于机械化和自动化 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。,感应加热频率的选择:根据热处理及加热深度的要求选择频率,频率越高加热的深度越浅。 高频:(10kHz以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热,如小模数齿轮及中小轴类零件等。中频:(1~10kHz)加热深度为2-10mm,一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。 工频:(50Hz)加热淬硬层深度为10-20mm,一般用于较大尺寸零件的透热,大直径零件(直径300mm以上,如轧辊等)的表面淬火。,§4.2高频感应淬火设备,f 10kHz,一般200~300kHz 实质上是一个通过电子管振荡器的大功率变频器。,,高频感应加热装置的规格型号及其选择GP 例子:GP10-C2 GP:高频 数字:表示额定振荡功率,10kW C:淬火,R熔炼,H焊管 数字:型号顺序,数字,C R H,数字,,§4.3 中频感应淬火设备,,加热装置的电流频率一般在1000~8000Hz 适用于加热深度大于3mm,直径为20~500mm工件的感应加热多用于钢铁零件的表面淬火,也可用于回火、正火及熔炼金属等。在汽车、拖拉机等制造业中,曲轴和凸轮轴等零件的表面淬火多采用中频感应加热装置。中频感应加热装置的频率有1000Hz、2500Hz、4000Hz、8000Hz等,其中2500Hz和8000Hz两种应用最多,功率从数十千瓦至数百千瓦。,一、晶闸管中频感应加热装置,,应用于感应加热的晶闸管中频电源装置是一种将三相工频电源转变为单相中频电源的晶闸管静止式变频器。晶闸管中频电源装置优点: 1)产品设计简单,制造方便,不需大量的加工设备,生产周期较短。 2)体积小、重量轻,节省硅钢片、铜材和钢材。 3)电效率高,感应加热用的晶闸管中频电源装置效率一般在90%以上。 4)由于晶闸管中频电源没有旋转部分,故运行可靠,维护简单,运行中噪声和振动较小。,,,5)晶闸管中频电源装置在运行中,能根据负载变化自动调整频率,系统的输出功率一直保持在额定值无需频繁切换补偿电容器(机械式中频装置需根据工件大小、感应器高低,先确定变压器匝比,再调节补偿电容器以提高设备的电效率),使设备在工作过程中功率因数基本上保持不变。系统的输出功率一直保持在额定值上,从而能在较短时间内完成对工件的感应加热。易于实现自动控制,适用于加热过程自动化。,6)安装简单,不需特殊的基础,运输移动方便。,,,晶闸管中频电源缺点:主要是由于受晶闸管元件过电流和过电压能力的限制,晶闸管中频电源的过载能力较差,因此整个设备的保护系统较复杂。,二、晶闸管中频加热装置的规格及选用,,,,,,四 感应热处理辅助设备,,感应热处理的优点:机械化、自动化程度较高,产品热处理质量的均匀性和一致性好,同时减轻体力劳动并改善劳动条件。感应加热用热处理设备主要指淬火机床、感应器以及各种专用的感应加热调质、退火、淬火生产流水线等。,1 淬火机床,,淬火机床由机架、升降部件、零件装卡及转动部件、传动机构组成,由于移动和转动需要变速,一般采用直流无级变速,易实现自动控制。,,,2 感应器的结构设计与制造,,感应器是通过感应作用将高、中频电能输送到工件表面上的一种器具,能直接影响到感应加热的质量和效率感应器的正确设计、制造和选用是获得良好淬火质量的关键因素。,一、感应器的基本结构及使用要求,1.感应器的基本结构 冷却水管1、 连接板2、 感应圈4 汇流板5,,,一、感应器的基本结构及使用要求,,每一结构的作用: 感应圈:是感应器的主要部分,通过感应圈产生的交变磁场使工件加热。 汇流板:连接了感应圈和连接板,将电流输入感应圈。 连接板:用于连接汇流板和淬火变压器的输出端接头。 冷却水管:管内通水用来冷却感应器并提供工件淬火用冷却用水。,,,1)感应圈应与工件表面加热区的形状和尺寸相适应使工件能够迅速获得所需要的加热区和加热层,加热时温度的分布要均匀。感应圈与工件的间隙选择要适当,使感应器既有高的电效率,又不至于引起空气击穿短路而烧坏感应器和工件。,2)感应器的电效率应尽可能高尽量减少感应器本身的电能损耗。要注意保持感应器两汇流板的间隙不能太大(一般为1.5~3mm)。,,,
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