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感应加热原理

      用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这种热处理工艺常用于表面淬火,也可用于局部退火或回火,有时也用于整体淬火和回火。20世纪30年代初,美国、苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火。随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。
  基本原理 将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热。电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火。
  分类 根据交变电流的频率高低,可将感应加热热处理分为超高频、高频、超音频、中频、工频 5类。①超高频感应加热热处理所用的电流频率高达27兆赫,加热层极薄,仅约0.15毫米,可用于圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火。②高频感应加热热处理所用的电流频率通常为200~300千赫,加热层深度为0.5~2毫米,可用于齿轮、汽缸套、凸轮、轴等零件的表面淬火。③超音频感应加热热处理所用的电流频率一般为20~30千赫,用超音频感应电流对小模数齿轮加热,加热层大致沿齿廓分布,粹火后使用性能较好。④中频感应加热热处理所用的电流频率一般为2.5~10千赫,加热层深度为2~8毫米,多用于大模数齿轮、直径较大的轴类和冷轧辊等工件的表面淬火。⑤工频感应加热热处理所用的电流频率为50~60赫,加热层深度为10~15毫米,可用于大型工件的表面淬火。