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新闻发布
2015-10-7
20世纪50年代，感应热处理开始在国内应用，当时此工艺被称作“高周波淬火”。这门热处理新工艺利用线圈电磁感应加热工件快速达到淬火温度，然后迅速冷却，仅使表面层获得淬火组织。它具有加热速度快、有较好的劳动条件、表层强度高和变形小等特点，很快为热处理工作者所接受并速度发展。 一、感应热处理节能方面的优越性 1.感应加热方面的节能 感应加热速度快，能提高金属材料的相变温度（50～100℃），加速奥氏体转变过程。在淬火后表面得到细小的隐晶马氏体，表面硬度比一般淬火高2～3HRC。感应加热调质处理代替箱式电炉调质处理可节电35%～50%；感应加热代替渗碳和碳氮共渗等表面硬化处理，可节电80%～95%；代替炉中整体加热淬火可节电40%～50%。 2.感应加热件回火方面的节能 利用感应加热将热量传到淬火层以外，淬火冷却时未全部带走残留下来的热量而实现短时间回火，具有高效节能，并在许多情况下(如对高碳钢及高碳高合金钢)可避免淬火开裂，同时一经确定各工艺参数可大批量生产等优点，经济效益显著。 3.感应加热设备方面的节能 感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20%～25%。我国热处理常用的电炉热效率一般都小于55%，箱式电炉淬火为30%～40%，高温回火为40%～50%。井式气体渗碳炉渗碳为7%～15%，中温电极浴炉淬火加热为18%～25%,井式回火炉回火为40%～60%，井式回火炉回火为40%～60%。感应加热炉的热效率：灯式高频炉为44%～60%，机式中频炉为49%～69%，可控硅静止交频机57%～78%。利用高频感应加热直流放电进行渗碳，可获得0.35～0.45mm渗碳层，渗层表面碳势0.9%～1.05%，可缩短生产周期10～12倍。 二、感应加热电源的发展 1.晶闸管（SCR）中频电源 早期感应加热电源是机械式中频发电机，电效率低，为70%～75%，已被逐步淘汰出感应加热范围，取而代之的是晶闸管中频电源亦称可控硅中频电源。晶闸管电源频率在2.5～8kHz，适用范围大大扩展。90年代初完全成熟，某些技术指标已经达到国际先进水平。它与机械式中频相比优点是体积小，重量轻；无机械运动，噪声小；能瞬时启动和停机；频率在工件运行中自动跟踪。缺点是过载能力低，故障率高，价格较高。 2.电子管高频电源 电子管高频电源调谐简单，使用方便，尽管频率高，应用范围还是较宽的。缺点为电效率低，约为50%；工作电压太高，安全性差。 3.晶体管超高频和高频电源 90年代后，晶体管高频电源（SIT高频电源、MOSFET高频电源、IGBT超音频电源等）开始研发。 SIT静电感应晶体管电源，集大电流、高耐压和高频特性于一体，但由于SIT电源因单管功率小等缺点很难克服，国外公司已经停止研发和生产，国内已生产几十台，但由于备件缺乏，已经逐渐报废。MOSFET（场效应晶体管电路）是一种电压型高频多数载流子器件，国内晶体管MOSFET高频电源f=50～200kHz已能生产，功率达200kW。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极晶体管是MOSFET和GP(功率晶管)相结合的产物，兼有MOSFET的高输入阻抗和GP的低导通压降两方面的优点。GP饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。IGBT超音频电源我国在90年开发成功，目前国产IGBT电源已很成熟,频率可做到几百千赫，山东华信电炉 IGBT中频电源单机功率可达2000KW。 三、感应热处理新工艺、新技术的发展 1.典型零件感应热处理工艺发展 （1）曲轴曲轴热处理强化技术，由渗氮强化到感应淬火，表淬火感应器由分合式曲轴颈感应器改为半环感应器旋转淬火，解决了油孔淬裂及圆角处淬硬区窄问题。山东华信电炉公司最近开发成功曲轴静止淬火技术，利用集流器原理实现轴径的静止加热淬火，其特点是生产效率高，设备成本低。但该技术仅局限于轴径淬火，在我国还未推广使用。 （2）轴类零件采用矩形管纵向加热淬火 台阶轴使用纵向加热淬火法 (感生电流方向与施感电流方向一致)对阶梯轴表面淬火，工件成为感应器的一部分, 工件表面同时受高频电流和感应电流加热, 加热速度快(一般只有0.5s)，自冷淬火。可工件表面同时获得连续的表面硬化层, 不存在台阶处过热现象，变形小，大大提高了轴的扭转疲劳强度。一汽、东汽等均已将此工艺用于半轴生产。 （3）齿轮人们对齿轮感应淬火的研究和应用历史悠久，但在汽车齿轮上的应用却非常有限，汽车零件中发动机飞轮齿圈普遍采用感应淬火，其他一些变速箱齿轮等还是采用渗碳、渗氮处理。这是因为汽车齿轮感应淬火不采用沿齿沟的单齿淬火工艺，而主要采用整体加热淬火工艺。德国 ELDE公司研发出用SDF，即对汽车齿轮同时双频仿齿廓感应淬火。这种感应淬火方法使得齿轮具有很好的仿形淬硬层，高的疲劳强度并减小淬火变形。用SDF齿轮淬火替代齿轮渗碳处理,对提高生产率、节能具有现实意义. 转载请注明出处：www.dujihe.com |
