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项目六 钢的表面热处理 6.1表面火焰淬火 6.2表面感应淬火 6.1表面火焰淬火 钢的表面淬火一般分为火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火等。表面淬火使工件表层得到高硬度的淬火马氏体，而心部仍然保持原有的韧性。 下一页 返回 6.1表面火焰淬火 6.1.1表面火焰淬火的原理 火焰加热表面淬火是一种利用乙炔一氧气或煤气一氧气混合气体的燃烧火焰，将工件表面迅速加热到淬火温度，随后以浸水和喷水方式进行冷却，使工件表层转变为马氏体而心部组织不变的工艺方法。火焰加热表面热处理，如图6-1所示。 上一页 下一页 返回 6.1表面火焰淬火 6.1.2表面火焰淬火的应用 火焰加热表面淬火的优点是:设备简单、操作方便、成本低、工件大小不受限制，特别适用于大型工件、单件和小批量生产，淬硬层深度一般为2~6 mm。缺点是淬火硬度和淬透性深度不易控制，淬火质量不稳定，常取决于操作工人的技术水平和熟练程度;生产效率低，只适合单件和小批量生产。常用于轧钢机齿轮、轧辊;矿山机械齿轮、轴;普通机床导轨、齿轮等零件。 上一页 返回 6.2表面感应淬火 6.2.1表面感应淬火的原理 表面感应淬火是利用电磁感应原理，将工件置于用铜管制成的感应圈中，通以一定频率的交变电流，铜管中产生的交变磁场在工件内产生一定频率的感应电流(涡流)，利用工件的电阻而将工件加热。由于感应电流的集肤效应，靠近工件表面电流密度最大，而工件心部电流几乎为零，使工件表层被快速加热至奥氏体化，随后立即快速冷却，在工件表面获得一定深度的淬硬层，如图6 -2所示。 按所用电流频率不同，感应淬火分三种: 下一页 返回 6.2表面感应淬火 (1)高频感应淬火。常用频率为200~300 Hz，淬硬层深度为0. 5~2 mm，主要用于要求淬硬层较薄的中、小模数齿轮和中、小尺寸轴类零件等。 (2)中频感应淬火。常用频率为2 500~8 000 Hz，淬硬层深度为2~10mm，主要用于大、中模数齿轮和较大直径轴类零件等。 (3)工频感应淬火。电流频率为50 Hz,淬硬层深度为10 ~20 mm。主要用于大直径零件(如轧辊、火车车轮等)的表面淬火和大直径钢件的穿透加热。 上一页 下一页 返回 6.2表面感应淬火 6.2.2表面感应淬火的应用 电流透入工件表层的深度主要与电流频率有关，频率越高，透入层深度越小。对于碳钢，淬硬层深度与电流频率存在以下关系 式中，δ为淬硬层深度(mm) ; f为电流频率(Hz) 。 可见，电流频率越大，淬硬层深度越薄。因此，通过改变交流电的频率，可以得到不同厚度的淬硬层，生产中一般根据工件尺寸大小及所需淬硬层的深度来选用感应加热的频率。 上一页 下一页 返回 6.2表面感应淬火 感应加热表面淬火一般适用于中碳钢和中碳低合金钢(含碳量0. 4 %~0.5%)，如45 , 40Cr, 40MnB等，可使齿轮、轴类零件的表面硬化，提高耐磨性和疲劳强度。表面淬火零件一般先通过调质或正火处理，使心部保持较高的综合力学性能，表层则通过表面淬火+低温回火获得高硬度、高耐磨性。 一般感应加热淬火零件的加工工艺路线为:下料一锻造一退火或正火一粗加工一调质一精加工一表面淬火一低温回火一(粗磨一时效一精磨)。 表面感应淬火的质量好，表层组织细密、硬度高、脆性小、疲劳强度高;生产效率高、便于自动化，但设备较贵，不适于单件和小批量生产。主要适用于轴类、齿轮类、工模具等零件， 上一页 下一页 返回 6.2表面感应淬火 如机床和精密机械上的中、小模数传动齿轮，蒸汽机车、内燃机车、冶金、矿山机械等上的大模数齿轮，花键轴、汽车半轴和机床主轴轴颈、凸轮轴、撞杆、钻杆、轧辊、火车轮等。 上一页 下一页 返回 6.2表面感应淬火 6.2.3淬透性 1.淬透性与淬硬性的概念 钢的淬透性是指钢在淬火时能够获得马氏体组织的倾向(即钢被淬透的能力)，它是钢固有的一种属性。淬透性也叫可淬透性，它取决于钢的淬火临界冷却速度的大小。 淬硬性是指钢在正常的淬火条件下，所能达到的最高硬度。淬硬性主要与钢中的碳含量有关，即淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。奥氏体中固溶的含碳量越高，淬火后马氏体的硬度也越高。 2.影响淬透性的因素 钢的淬透性取决于临界冷却速度vK的大小,C形曲线越右， 上一页 下一页 返回 6.2表面感应淬火 vK越小的钢淬透性越好。而影响:、的基本因素是钢的化学成分和奥氏体化条件。 (1)化学成分的影响。钢加热时溶于奥氏体中的碳和合金元素(Co除外)越多，C形曲线越向右移，淬透性就越好。因此，在正常条件下，合金钢比碳钢好。在碳钢中，亚共析钢的淬透性随含碳量的增加而增加，对于过共析钢，由于未溶渗碳体会降低奥氏体的稳定性，其淬透性则