高頻退火設備的表面淬火原理是根據(jù)電磁感應原理,將工件置于通有一定頻率交流電的感應線圈中,在交變磁場作用下,使工件表層形成大的感應電流,從而將工件表面迅速加熱奧氏體化,然后快速冷卻的表面淬火工藝操作。
使用高頻退火設備淬火的方法的基本原理:
1.電磁感應和肌膚效應,不工件放入由空心銅管繞城的感應器線圈中,感應器中通入一定頻率的交流電以產(chǎn)生交變磁場,由于電磁感應在工件內(nèi)就會產(chǎn)生頻率相同,方向相反的感應電流。感生電流會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗而使工件發(fā)熱,而且是不均勻分布,主要幾種在表面層。電流強度從表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減。這種現(xiàn)象成為肌膚效應。
2.鄰近效應 當電流通過兩個相鄰導體時,由于他們所產(chǎn)生的交變磁場的相互作用,導致電流分布發(fā)生變化。當兩個相鄰導體電流方向相反時,電流從兩導體的內(nèi)側(cè)流過,當兩相鄰導體的電流方向相同時,則電流從兩導體相鄰的外側(cè)通過,這種現(xiàn)象成為鄰近效應。
3.通過感應圈的電流集中在工件內(nèi)側(cè)表示在工件表面的現(xiàn)象稱為環(huán)狀效應。
4.尖角效應 把外形帶有尖角,棱邊及曲率半徑嬌小的突出部分工作置于感應器中加熱時,工件的尖角或突起出感應電流密度太大,加熱速度調(diào)快的現(xiàn)象成為尖角效應。
高頻退火設備淬火尖角效應的避免方法有:設計是講感應器與工件尖角或突起部分的間隙適當增大,以減少該處磁力線的幾種,講工件尖角處的感應器做成圓弧狀,在工件突起處適當增大曲率半徑,以保持整個加熱表面溫度的均勻性。
齒輪高頻退火設備淬火硬化層的深度 高頻淬火硬化層的分布和是呢度對齒輪壽命有很大的影響。淬硬層沿齒廓分布是較為理想的,整齒淬透會嚴重影響齒輪的疲勞強度和損傷材料的韌性。受設備功率的制約,大模數(shù)的齒輪很難做到淬硬層的合理分布。采用單齒淬火并合理的設計感應器,可使淬硬層的分布得到很大的改善。淬硬層過淺,容易被壓穿和剝落;淬硬層過深,容易引起變形和開裂。所以根據(jù)模數(shù)選擇合適的淬火硬度層是達到齒輪淬火的較佳效果。