感应淬火设备(induction hardening installation)是指供机械零件表面淬火用的感应电热设备。利用交变电流的趋肤效应,采用感应加热的方法使钢质零件表面层受热并随后冷却淬火,如《感应淬火示意图》所示,可以做到零件的表而有高的硬度和抗疲劳强度,而中心仍保持原有的韧性。很多种机械零件如齿轮、轴、销、曲轴等要求具有这种性能。感应淬火设备就用来进行这样的热处理加工。
感应淬火示意图
与利用火焰加热的表面淬火比,感应淬火具有以下优点:
①热量在工件自身产生,因此能耗小,热效率高;
②加热和冷却快,工件变形少,氧化脱碳少,淬火后不需要再进行机械加工,可节省加工费用;
③易于组织在生产线中,实现批量生产;
④无废气,对环境污染少。
感应淬火设备由电源、淬火机床和淬火控制设备等组成。
电源可分为工频、中频或高频,一般按工件的淬火深度要求选择,淬火层愈浅,电源频率应愈高,电源输出端配有二次电压可调的淬火变压器,用来降低电压以满足感应器的低电压输入要求。
淬火机床主要由机身、感应器、工件夹持和传动机构等组成。感应器通常用裸铜管绕成,只有1匝或几匝,表面一般不做绝缘处理。感应器常兼作冷却水喷淋器,供工件加热后水淬。也有用油、盐水、合成淬火剂或流动空气等淬火的情况。
感应淬火设备可分通用设备和专用设备两大类。通用设备配备有许多可拆换的感应器,适用于多种工件的淬火,一般设在工厂的热处理车间。专用设备设置在生产线上。
感应淬火加热的理论计算很复杂,现场操作常利用现成的图表——淬火深度、电源频率、单位表面输入功率、加热时间的关系图或表,选择工作参数,并辅以必要的试验校正。