感应淬火表面处理

感应淬火表面处理设备

什么是感应淬火?

感应淬火 是一种热处理形式,其中具有足够碳含量的金属零件在感应场中加热,然后迅速冷却。 这增加了零件的硬度和脆性。 感应加热使您可以将局部加热到预定温度,并可以精确控制淬火过程。 这样就保证了过程的可重复性。 通常,感应淬火应用于需要具有高表面耐磨性,同时又要保持其机械性能的金属零件。 在完成感应淬火处理之后,金属工件需要在水,油或空气中进行淬火,以获得表面层的特定性能。

感应淬火表面处理

感应淬火 是一种快速而有选择地硬化金属零件表面的方法。 载有大量交流电的铜线圈放在(不接触)该零件附近。 涡流和磁滞损耗会在表面及其附近产生热量。 淬火通常直接在水基中加入,例如聚合物,直接作用在零件上或被浸没。 这将结构转变为马氏体,这比现有结构要困难得多。

一种流行的现代感应淬火设备称为扫描仪。 零件被固定在中心之间,旋转并通过渐进线圈,该线圈既提供热量又提供淬火。 淬火被引导到线圈下方,因此零件的任何给定区域在加热后都会迅速冷却。 功率水平,停留时间,扫描(进料)速率和其他过程变量均由计算机精确控制。

表面硬化处理用于通过形成硬化的表面层来增加耐磨性,表面硬度和疲劳寿命,同时保持不受影响的芯部微观结构。

感应淬火 用于提高特定区域中黑色金属部件的机械性能。 典型的应用是动力总成,悬架,发动机组件和冲压件。 感应淬火非常适合修复保修索赔/现场故障。 主要好处是无需重新设计组件即可提高局部区域的强度,疲劳性和耐磨性。

可以从感应淬火中受益的过程和行业:

  • 热处理

  • 链条硬化

  • 管子和管子硬化

  • 造船

  • 航空航天

  • 铁路

  • 车载电源产品

  • 可再生能源

感应淬火的好处:

适用于承受重负荷的组件。 电磁感应技术能够使深层外壳具有较高的表面硬度,从而能够承受极高的负载。 通过开发软芯,增强其外层的坚韧性,可提高疲劳强度。 这些特性对于承受扭转载荷的零件和承受冲击力的表面是理想的。 一次一次进行归纳处理,从而使零件之间的尺寸移动非常可预测。

  • 精确控制温度和硬化深度

  • 控制和局部加热

  • 轻松集成到生产线

  • 快速且可重复的过程

  • 每个工件均可通过精确的优化参数进行硬化

  • 节能流程

可以通过感应淬火的钢和不锈钢组件:

紧固件,法兰,齿轮,轴承,管,内外圈,曲轴,凸轮轴,叉架,驱动轴,输出轴,主轴,扭杆,回转支承,钢丝,阀门,凿岩机等。

耐磨性增强

硬度和耐磨性之间存在直接关系。 假设材料的初始状态已退火或经过更软的处理,则零件的耐磨性会随着感应淬火而显着增加。

由于表面具有软核和残余压应力,因此增加了强度和疲劳寿命

压应力(通常认为是正属性)是表面附近的硬化结构比芯和现有结构所占体积略大的结果。

零件可能会回火 感应淬火 根据需要调整硬度等级

与任何产生马氏体结构的工艺一样,回火将降低硬度,同时降低脆性。

坚固外壳的深盒

典型的壳体深度为.030英寸-.120英寸,平均比渗碳,碳氮共渗和在亚临界温度下进行的各种形式的渗氮等过程要深。 对于某些项目,例如轴或即使许多材料磨损后仍然有用的零件,表壳的深度可能高达½英寸或更大。

无需掩膜的选择性硬化工艺

焊接后或机加工后的区域保持柔软–很少有其他热处理工艺能够实现这一目标。

相对最小失真

例如:一根长1“Øx 40”的轴,它有两个均匀间隔的轴颈,每个2“长的轴需要支撑载荷和耐磨性。 仅在这些表面上进行感应淬火,总长度为4英寸。 使用传统方法(或者如果我们对此进行感应淬火,则全长)将大大增加翘曲。

允许使用低成本钢,例如1045

用于感应淬火的零件中最流行的钢是1045。它易于加工,成本低,并且由于碳含量为标称的0.45%,因此可以感应淬火至58 HRC +。 在治疗过程中其开裂的风险也相对较低。 用于此过程的其他流行材料是1141 / 1144、4140、4340,ETD150和各种铸铁。

感应淬火的局限性

需要与零件几何形状相关的感应线圈和工具

由于零件与线圈的耦合距离对于加热效率至关重要,因此必须仔细选择线圈的尺寸和轮廓。 虽然大多数处理者都有大量的基本线圈来加热圆形形状,例如轴,销,辊等,但有些项目可能需要定制的线圈,有时要花费数千美元。 在中到大批量项目中,减少每个零件的处理成本的好处可以轻松抵消线圈成本。 在其他情况下,该过程的工程优势可能会超过成本方面的考虑。 否则,对于小批量项目,如果必须建造新的线圈,则线圈和工具成本通常使该过程不切实际。 在治疗过程中也必须以某种方式支撑零件。 在轴之间运行是轴类零件的一种流行方法,但是在许多其他情况下,必须使用定制工具。

与大多数热处理工艺相比,更大的裂纹可能性

这是由于快速加热和淬火,也倾向于在特征/边缘(例如:键槽,凹槽,十字孔,螺纹)上产生热点。

感应淬火变形

由于快速的加热/淬火和由此产生的马氏体相变,畸变水平的确倾向于大于诸如离子或气体氮化的过程。 话虽如此,感应淬火所产生的变形可能比传统的热处理要少,尤其是在仅应用于选定区域时。

感应淬火的材料限制

由于 感应淬火工艺 通常不涉及碳或其他元素的扩散,该材料必须包含足够的碳以及其他元素,以提供可硬化性,以支持马氏体相变至所需的硬度水平。 这通常意味着碳在0.40%+的范围内,产生的硬度为56 – 65 HRC。 可以使用低碳材料(例如8620),从而降低可达到的硬度(在这种情况下为40-45 HRC)。 由于可实现的有限的硬度增加,通常不使用诸如1008、1010、12L14、1117之类的钢。

感应淬火表面处理的详细信息

感应淬火 是用于钢和其他合金部件的表面硬化的工艺。 将要热处理的零件放置在铜线圈中,然后通过向线圈施加交流电将其加热到其转变温度以上。 线圈中的交流电会在工件内感应出交变磁场,从而使零件的外表面加热至高于变形范围的温度。

借助于交变磁场将组分加热到转变范围内或之上的温度,然后立即淬火。 这是一种使用铜电感线圈的电磁过程,该线圈以特定的频率和功率水平馈入电流。