感应加热表面淬火课件

感应加热表面淬火第一章：请在此处输入您的标题第二章：请在此处输入您的标题第三章：请在此处输入您的标题Contents目录第一章：感应加热表面淬火简介第二章：感应加热表面淬火技术第三章：感应加热表面淬火案例2感应加热表面淬火简述Click here to add your title3感应加热是将零件置于感应器内，当有一定的电流频率的交流电通过感应器时，在零件表面就有感应电流产生，此电流分布在表面，井以涡流的形式出现，迅速加热表面使其达到淬火温度，然后切断电源，并将零件急速冷却，实现感应如热表面淬火。感应加热表面淬火是利用电磁感应的原理，使零件在交变磁场中切割磁力线，在表面产生感应电流，又根据交流电的集肤效应。以涡流形式将零件表面快速加热，而后急冷的淬火方法。它在热处理领域中占有重要地位，这一技术已经在我国被广泛应用。感应加热表面淬火简介4感应加热表面淬火的使用频率不同，可以分为超高频(27MHz)、高频(200-250kHz)、中频(25008000Hz)和工频(50Hz)。由于电流频率不同，加热时感应电流透人深度不同。使用高频时，感应电流透入深度很小（约0.5mm），主要用于小模数齿轮和小轴类零件的表面淬火3；使用中频时感应电流透人深度（约510 mm）t主要用于中、小模数的齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火；使用超高频时，感应电流透人深度极小，主要用于锯齿、刀刃、薄件的表面淬火；使用工频时，电流透人深度较大(超过10mm)，主要用于冷轧辊表面淬火。加热方法加热方法频率频率/Hz功率密度功率密度/(102W/cm2)工频500.1-1中频10k 5高频、超声频20-1000k2-10超高频脉冲27120k100-30056感应加热表面淬火是表面淬火方法中比较好的一种，因此，受到普遍的重视和广泛应用。与传统热处理相比，它有以下的优点。1）感应加热属于内热源直接加热，热损失小，因此加热速度快，热效率高。2）加热过程中，由于加热时间短，零件表面氧化脱碳少，与其他热处理相比，零件废品率极低。3）感应加热淬火后零件表面的硬度高，心部保持较好的塑性和韧性，呈现低的缺L敏感性，故冲击韧性、疲劳强度和耐磨性等有很大的提高。4）感应加热设备紧凑，占地面积小，使用简便（即操作方便）。5）生产过程清洁，无高温，劳动条件好。6）能进行选择性加热。7）感应加热表面淬火的机械零件脆件小，同时还能提高零件的力学性能（如屈服点、抗拉强度、疲劳强度），同样经过感应加热表面淬火的钢制零件的淬火硬度也高于普通加热炉的淬火硬度。7 8）感应加热设备可放置在加工生产线上，通过电气参数对过程进行精确的工艺控制。9）和用感应加热淬火，可用普通碳素结构钢代替合金结构钢制作零件而不降低零件质量，所以，在某些条件下可以代替工艺复杂的化学热处理。10）感应加热小便应用于零件的表面淬火，还可以用于零件的内孔淬火，这是传统热处理所不能达到的。然而，感应加热表面淬火也有其本身的不足。1）设备与淬火工艺匹配比较麻烦，因为电参数常发生变化。2）需要淬火的零件要有一定的感应器与其相对应。3）要求使用专业化强的淬火机床。4）设备维修比较复杂。8一、感应加热的基本原理感应加热的物理基础将工件放在感应器中，当感应器中通过交变电流时，在其内部产生交变磁场，由交变磁场激发的感应电势将在工件的表面产生感应电流，这种电流又称涡流。因为工件材料的电阻很小，所以不大的感应电势便造成强度很大的涡流，从而释放出大量的焦耳热，使工件表面层温度迅速升高。9集肤效应：涡流在工件表面最大，由表面向心部呈指数规律衰减的现象。感应电动势的瞬时值：e-d/dt (V)式中：d/dt表示磁通对时间的变化率，负号表示感应电动势方向与d/dt方向相反。电流透入深度：工程上规定，当涡流强度从表面向内层降低到其数值等于表面最大涡流强度的0.368倍时，该处到表面的距离称为电流透入深度。对于碳钢：=500f-1/2 (mm)f电流频率10集肤效应 由于工件内存在着电动势从而产生闭合电流称之为涡流。涡流的分布是不均匀的由工件表面向心部呈指数规律衰减距离表面为x处的强度为当交流电流通过导体时在导体表面电流最大越向内部电流密度越小的现象称为集肤效应。当电流频率越高，集肤效应越显著。112、邻近效应电流瞬时方向相反时，则最大电流密度就出现在两导体相邻的一面；当导体内电流的瞬时方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面。这种电流向一侧集中的现象叫邻近效应。导体内电流的频率越高、导体间距越小，邻近效应越明显。12 3、圆环效应圆环效应:当交变电流通过环形导体时，电流在导体横截面上的分布将发生变化，此时电流仅仅集中在圆环的内侧这种现象叫圆环效应。圆环的曲率半径越小，径向宽度越大，圆环效应也越显著。4、尖角效应尖角效应：当感应器与工件间的距离相同，但在工件尖角处的加热强度远较其它光滑部位强烈，往往会造成过热这种现象称为。尖角效应是由于磁力线易于集中在尖角处，感应涡流较大的缘故。13感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。中频电炉加热装置具有体积小，重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉，是新一代的金属加热设备。感应加热表面淬火采用新型IGBT器件，不采用可控硅；IGBT为自关断器件，本身比可控硅损耗小。再一个就是采用串联谐振，串联谐振为电压型谐振，比并联谐振节电。采用前级不可控全桥整流，省去了庞大的电抗器，不会在整流段引起波形的变形，没有关断角的削波现象，并且用大电容滤波，因此谐波数小，降低了对电网的干扰，提高了功率因数。本设备功率因数很高，高达95%以上，无功很小。14感应加热表面淬火的优点是工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能等。与燃煤加热炉相比，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100的吨锻件耗电量小于360度：加热均匀，芯表温差极小，温控精度高。感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀，芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。与煤炉相比，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100的吨锻件耗电量小于360度。15感应加热表面淬火的应用领域：1、透热成型：A、各类轴承、轴、圆棒料、标准件、紧固件、机械零配件、五金工具、直柄麻花钻的热镦、热轧、淬火、透热、退火、回火等。B、金属材料加热退火。如：钢管拉伸、弯管、砸头；铁丝、钢丝加热制钉；不锈钢制品退火、涨型。2、热处理：各类五金工具、电动、液压、气动元件、汽、摩配等机械金属部件的表面、内孔、局部或整体淬火。如：锤、刀、剪、钳及各类轴、凸轮、链轮、齿轮、气门、球头销、大型机床导轨、球墨铸铁的淬火。锻造感应加热炉的突出优点：1、感应加热炉体采用双绝缘处理，使用寿命及可靠性提高3倍，薄炉衬设计，减少空间漏磁，电能转换效率极高，达到节能降耗的目的 2、中频电压倍压式输出，输出槽路宽铜排小间隙设计，减少线路电能损耗，节电可达10%15%3、我们设计的线圈，集中了数千台感应器的设计经验和先进的工艺，采用优质的材料和计算机设计，是实现高效率工作的最佳匹配，省电，每吨锻件耗电380KWH。164、计算机控制，坯料在透热炉中受到全程监控，有价值的信息，包括优化设定参数，都被储存，以备调用。感应加热表面淬火有以下优势：1、整机效率高,整机效率可达85%以上.工作频率高,目前最高可达1000 kHz.解决了国内在这一技术领域长期困扰的实现高频化的技术难题.2、可靠性高,具有独特的线路设计,采用的功率模块单元构成了系统,即使个别功率模块单元损坏也不会造成设备工作中断,使设备的可靠运行获得了实质性的提高.3、节能:与相同功率等级的电子管高频感应加热设备相比,节电50%以上,节水70%以上.输出功率调整方便,反应速度快,控制准确,加热条件可任意选择.4、由于全部采用半导体器件,整机寿命长.5、故障率低,工作电压低(380V),安全系数高,使用、检查和维修方便.结构简捷,备件简单,占地面积小、重量轻.17低压桥起动条件全控半控高压桥低压桥逆变器负载电路IMFUMFTA656VACS300S300S300来自S300来自S300来自S300S300AAL300PROFIBUSP.L.C.CABUETTF300JP24P1P2J22J1J2J3J4J5J6J7J8JP23 用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图18感应加热表面淬火技术Click here to add your title19电磁感应 将零件置于感应器内，当感应器中通有交变电流时，感应器内部和周围产生与电流频率相同的交变磁场，周围分布变化的磁力线，磁力线切割零件，在零件内产生感应电势，从而在零件表面产生感应电流，这种现象成为电磁感应。零件内产生的感应电流在零件内形成闭合回路，其方向与通入的电源电流方向相反，呈涡流状，故又称涡流。零件表面通过涡流加热到淬火温度。图 感应加热原理示意图20 感应电势的瞬时值：感应电势的瞬时值：-感应电势的瞬时值，感应电势的瞬时值，V V；-感应线圈电流回路包围面积内的总磁通感应线圈电流回路包围面积内的总磁通,Wb,Wb，随交变电流强度和，随交变电流强度和零件磁导率增加而增加，并于零件与感应器之间的间隙有关；零件磁导率增加而增加，并于零件与感应器之间的间隙有关；感应电流（涡流）值：感应电流（涡流）值：Z -自感电抗，自感电抗，；R -R -零件材料的电阻，零件材料的电阻，；X -X -零件材料的电阻，零件材料的电阻，；涡流在零件上产生的热量：涡流在零件上产生的热量：假设无漏磁条件下，假设无漏磁条件下，1cm1cm高单匝感应圈中零件表面吸收功率为：高单匝感应圈中零件表面吸收功率为：R0 -零件半径，零件半径，cm；-零件电阻率，零件电阻率，cm；-零件磁导率，零件磁导率，H/m；f -交变电流频率，交变电流频率，Hz21感应电流的基本特性 集肤效应（表面效应）：当金属零件中通过直流电时，金属零件截面上的电流分布是均匀的；当通过交流电时，沿金属零件截面的电流分布不均匀，最大电流密度出现在金属零件的最表面。交变电流频率越高，这种现象越严重。这种电流通过导体时，沿导体表面电流密度最大，越往中心电流密度越小的现象称为高频电流的集肤效应。图 感应电流在金属截面上的分布22 工程上规定，当电流强度从表面向内部降低到表面最大电流强度的0.368（即I0/e）时，则该处到表面的距离称为电流透入深度，单位用mm表示。感应电流的基本特性23钢的磁导率和电阻率随温度变化而变化。电阻率随温度升高而增大，在800-900摄氏度时，各类钢的电阻率基本相等，约为10-4cm；磁导率在温度低于磁性转变点A2（居里点768摄氏度）或铁素体-奥氏体转变点时基本不变，而超过后变成奥氏体则急剧下降，失去磁性。通常把居里点以下的电流透入深度称为冷态透入电流深度，而居里点以上（一般800-900摄氏度时）的电流透入深度称为热态透入深度。本质区别是热态时钢材是顺磁体，磁导率极低，因此热态比冷态透入深度大几十倍。图 钢的磁导率，电阻率与加热温度的关系24 感应加热过程分为三个阶段：冷态、过渡态和热态。感应加热开始时，零件处于室温，电流透入深度很小（冷态电流分布）。当表面温度升高到达磁性转变温度，加热层被分为两层，外层磁性消失，而与其紧密相连的磁性未消失层。在磁性消失层中，由于磁导率和加热层中功率消耗急剧下降，因此电流强度大大降低，最大电流密度内移到磁性未消失层（过渡态），使高温层不断向内移动，这种加热方式称为透入式加热。当磁性消失层厚度超过热态电流透入深度，则是热态电流分布。继续加热时，电能只能在热态电流透入层内变成热量，此层温度继续升高。同时由于热传导作用，热量向零件内部传递，加热层厚度增加，为传导式加热。图 高频加热时零件截面电流密度与温度变化25透入式加热的特点：1.表面温度超过A2点以后，最大电流密度区向零件内层移动，表层加热速度开始变慢。不易使零件表面过热；2.加热迅速，热损失小，热效率高。实际有效功率可达总功率50%-60%，其余为表层过热及内部传导消耗的功率；3.热量分布较陡，淬火后的过渡层较窄，表面压应力提高。传导式（表面式）加热的特点：1.靠表面的过热度通过热传导方式向内部传递热量，加热层厚度靠时间延长而增加，容易过热；2.加热温度沿零件截面向内比透入式平缓，热效率较低，为20%-50%左右；3.由于温度曲线平缓，过渡区较宽，表面残余压应力小。图 两种加热方式零件截面温度变化曲线26（1）材料 中碳或高碳钢，合金钢。预先热处理获得细小碳化物分布在铁素体上的组织。例如：机床齿轮、拖拉机曲轴、凸轮轴等零件一般用45钢，40钢，40Cr，40CrNiMo，40Mn2，50Mn等。（2）设备（频率和功率）：依据零件尺寸、硬化层深度要求合理选择设备。热态电流透入深度：实际透入深度小于热态电流透入深度时才能实现透入式加热。因此电流频率上限为：为实际硬化层深度，mm。但频率也不适宜过低，否则要用很大功率才能达到所需硬化层深度，且无功损耗增大，若损耗过大会烧毁感应器。因此规定硬化层厚度不小于热态电流透入深度的1/4。因此所选频率的下限为：取硬化层深度为热态电流透入深度40%-50%时热效率最高，此时的频率为最佳频率：27 因频率不是随意可调的，若现有设备频率满足不了上述条件，可采用弥补办法：感应加热前预热、调整功率、调整感应器与工件之间的间隙等。比功率的选择：比功率是加热时零件单位表面积上吸收的电功率（kW/cm2）。频率一定时，比功率越大，加热速度越快；比功率一定时，频率越高，透入深度越浅，加热速度越快。比功率的选择主要取决于频率和要求硬化层的深度。工件上的比功率很难测定，常用设备比功率来表示：工件的比功率与设备比功率之间的关系是：实际生产中还需要考虑零件尺寸、加热方式及后续组织性能调整。（频率与功率参见公司设备产品宣传单-上海子林机电设备有限公司）P设：设备输出功率，kW；A：同时被设备加热工件表面积，cm2：设备总效率，一般为0.4-0.6。28（3）淬火加热温度和方式感应淬火加热温度：（快速加热）一般比普通淬火加热温度高30-200摄氏度。已获得较均匀的组织。感应加热方式：同时加热淬火、连续加热淬火。图 同时加热表面淬火图 连续加热表面淬火29 （4）冷却方式和冷却介质 最常用的冷却方式：喷射冷却和浸液冷却法。最常用冷却介质：水、聚乙烯醇水溶液、聚丙烯醇水溶液、乳化液和油。（5）回火工艺 感应加热淬火后一般只进行低温回火，用以降低残余应力和脆性，而不降低硬度。一般采用炉中回火、自回火和感应加热回火。炉中回火：一般150-180摄氏度，1-2小时；自回火：温度比炉中回火高80度左右，靠自身尚未完全冷却的工件内热量进行回火，时间很短。该方法工艺简化。但不宜掌握；感应加热回火：降低过度拉应力，加热层深度比硬化层深一些，一般使用中频或工频加热回火，但要求加热速度小于15-10C/s。30 感应器是能量转换器，将高频电流转化为高频磁场对工件实行感应加热的能量。感应器是能量转换器，将高频电流转化为高频磁场对工件实行感应加热的能量。一般用紫铜制成。一般用紫铜制成。图 感应器示意图图 几种常见的感应器示意图31当前，表面淬火技术的理论和应用技术发展很快。在基础研究方面，最活跃的钡域是应用计算机模拟计算感应加热温度场、磁场的变化等，在这方面已取得了许多成果，发表了大量的文献。同时我国从国外引进了大量的表面淬火设备、技术和软件等，使我国的表面淬火技术水平得到了很大的提高。今后，如果能够将感应加热的热效应和温度场、磁场等随时间变化，并结合表面加热相变、冷却相变、残余应为分布、零件变形与性能预测等用软件统一起来2，应用于生产领域，必然也会推动其他表面淬火技术的进步，表面淬火技术将会发展到一个更高的层次。32将零件置于感应器内，当感应器中有变变电流通过时，在感应器内部和周围产生与电流频率相同的交变磁场，周围分布变化的磁力线，磁力线切割零件，因此，在零件内就相应地产生感应电势，而在零件表面产生感应电流，这种现象称为电磁感应。当感应器内通入突变电流件内产生感应电流，此电流在零件内形成闭合同路，其方向与通入的电源电流方向相反，呈涡状流通，故又称涡流6。零件就通过涡流使之加热到淬火温度。感应加热是将零件置于感应器内，当有一定的电流频率的交流电通过感应器时，在零件表面就有感应电流产生，此电流分布在表面，井以涡流的形式出现，迅速加热表面使其达到淬火温度，然后切断电源，并将零件急速冷却，实现感应如热表面淬火。33传统热处理是外热源加热（一般是在炉子中加热，属于缓慢加热），对零件进行淬火加热，可以根据铁碳相图相应地确定出其加热温度，并在制定工艺时确定出加热、保温和冷却三个阶段。然而，感麻加热足内热源加热，是以电磁感应、表匝效应、邻近效应和环状效应为基础，实现快速加热14。实际上，并不存在一个在一定温度下的保温过程，因此，其相变条件与铁碳相图上的平衡条件相差很大，表现出快速加热时相变的特点。对Ac1的影响在缓慢加热条件下，球光体向奥氏体的转变是在一定的温度（即A1温度）下进行的，可以看作是一个等温过程，如图7中的曲线1呈现一个曲线平台。这表明供给的热能与相变所需要的热能几乎相等。在快速加热（如感应加热）条件下，珠光体向奥氏体转变是在一个温度(Ac1)范围内进行，没有出现一个曲线平台，如图7中的曲线2。这表明供给的热能远超过相变所需要的热能15。这个温度范围的大小及位置与加热速度及原始组织有关。34钢的原始组织对珠光体向奥氏体转变的快慢起着很大曲影响。如果钢的原始组织为索氏体，渗碳体的溶解所进行的扩散过程比原始组织为珠光体的要快，即珠光体向奥氏体转变所需要的时间短。原始组织越粗（即粗粒状珠光体），则相变所需要的时间越长。35快速加热与传统缓慢加热时的相变一样，相变过程要经过形核及长大的阶段，需要一定的过热度造成奥氏体与珠光体的自由能差，并且需要一定的扩散条件。奥氏体核心（即晶棱）的形成是先在个别铁索体和渗碳体的交界处。索氏体组织的弥散度比珠光体组织的弥散度高，它向奥氏体转变的速度就比珠光体向奥氏体转变速度快。因此，在快速加热条件下索氏傩向奥氏体转变可“在较小的过热度下完成。原始组织粗大，转变时原于需要作长距离的扩散，并且相界面相对减少，因此，相变就会出现滞后的现象16。由于珠光体是两相机械混合物，它向奥氏体转变时有较多的界面，比铁素体转变为奥氏体容易，因此，在Ac1温度的转变一般小需要很大的过热度。36对Ac3的影响亚共析钢在加热速度很大时，首先是珠光体向奥氏体转变，然后才足铁素体向奥氏体的转变，即只有在Ac3的温度下才能完成。在快速加热条件下，铁素体转变为奥氏体（即铁素体向奥氏体中溶解，原子要扩散较长距离）是在不断升温（使原子充分扩散）的过程中进行的，随着温度的升高，铁素体向奥氏体的转变加快17。加热速度越快：铁素体向奥氏体的转变温度越高。图8所示为不同加热速度下亚共折钢铁索体转变为奥氏体的温度曲线，由圈可知，钢的碳含量越低（即铁素体的量越多），则需要的加热速度越大，才能使铁索体在更高的温度转变为奥氏体。这说明随着加热速度的增大，Ac3在不断升高。37对Acm 的影响在缓慢加热速度下，二次渗碳体溶解（即渗碳体向奥氏体转变）过程伴随着有部分渗碳体的聚集，这就导致二次渗碳体转变为奥氏体变慢。在快速加热条件下，没有渗碳体的聚集现象，因而对渗碳体转变为奥氏体是有利的18。加热速度对二次渗碳体转变为奥氏体的影响（即加热速度对Acm的影响J与亚共析钢中铁素体转变为奥氏体的影响（即加热速度对Ac3的影响）相似，随着加热速度的增大而使Ac3向更高的温度方向移动。对奥氏体均匀化的影响加热速度升高时，铁索体向转变奥氏体的温度要升高，从铁碳相图中可以看出，此时奥氏体中的碳浓度差增大。如果钢的原始组织粗大，并含有大量的铁素体时，其奥氏体内的浓度就不容易均匀。38实验表明，快速加热后n奥氏体中可以存在着两种类型的不均匀性：亚共析钢中珠光体是山片状铁素体和片状渗碳体相间而成，由于碳的扩散不充分，可以出现较大的不均匀性，即形成小体积不均匀件19。而在大块铁素体转变为奥氏体后，形成了体积的不均匀性，即先形成的奥氏体与后形成的奥氏体的碳浓度在较大范围内是不均匀的。如钢高频加热淬火后所得到的马氏体中的碳含量超过钢的平均碳含量。这说明快速加热的条件下，钢中奥氏体不容易均匀化。对奥氏体晶粒长大的影响缓慢加热条件下，在高于Ac3的温度范围内，会伴随奥氏体晶粒长大的现象，而在快速加热的条件下，只要加热规范选择适当，奥氏体晶粒来不及长大，39面保持细小奥氏体晶粒。由图9可以看出，在保证得到最佳性能的高频加热规范下与缓慢加热相比，在相同加热温度下，高额加热得到较细的奥氏体晶粒，而且无论亚共析钢（如中碳钢）、共析钢、过共析钢都是这样。因此，高频快速加热可以得到细小的奥氏体晶粒。奥氏体晶粒细化的同时，奥氏体的精细结构也将受到影响，即形成的奥氏体在组织应力和热应力作用下，在奥氏体晶粒内形成许多亚结构（位错）。当加热速度越大，应力也越大，这样亚结构变得越细小。由于感应加热的加热速度快奥氏体晶粒中的亚结构来不及进行回复和再结晶，故高频淬火后的马氏体晶粒总是细小的，可以获得隐晶马氏体组织。40感应加热淬火的温度选择 淬火工艺要达到的要求主要有硬度和相成分，而影响淬火质量的主要因素有很多，例如加热速度，比功率，加热时间等。加热速度主要影响材料的金相成分，相变临界温度再，是碳钢中珠光体转变为奥氏体的温度，即奥氏体化温度，在感应加热时，临界点Ac1随加热速度的提高向更高的温度偏移20。感应加热相变和普通缓慢加热相变一样，也是通过成核和核长大完成从珠光体到奥氏体的相变过程。奥氏体的晶核总是在渗碳体与铁素体两相的交界面上形成，然后依靠渗碳体的溶解提供碳分，使奥氏体晶核向渗碳体和铁素体两个方向长大，直到与其它长大的奥氏体晶核相接触为止，产生奥氏体晶粒。珠光体转变为奥氏体不是自发形成，必须在一定的过热度下进行，而感应加热能够提供很大的过热度。41加热速度对相变临界点的位置有很大影响，因此加热速度对淬火加热温度有很大影响。对于每一种钢号都有一定的淬火加热温度范围，只有在这个温度范围内进行加热淬火，才能得到满意的组织和性能。图10中所示给出了不同加热速度条件下，45钢表面硬度与淬火加热温度的关系，图中显示加热速度为500C/s时，最佳淬火温度为t1一t，1之间(845一9200C左右);加热速度为1400C/s时，最佳淬火温度为t2一t，2之间(880一970左右)。当加热速度一定时，选取的淬火温度如果低于最佳温度，因为相变不完全，其热态组织是奥氏体加铁素体，或者是奥氏体加珠光体，则淬火后的组织为马氏体加铁素体或马氏体加珠光体，会出现硬度降低的现象;若淬火加热温度高于最佳温度，热态的奥氏体晶粒会长大，淬火后得到中针或粗针马氏体，如果是高碳钢将会有残余奥氏体出现，而导致表面硬度降低21。42当确定了某种钢号的最佳淬火温度范围，但由于加热速度大于或小于相应的加热速度时，也会出现不合理或不理想的淬火组织。加热速度小时会得到过热组织，大时会得到加热不足的淬火组织。因此感应加热选择淬火温度时，不仅要考虑材料的成分，原始组织，还应兼顾加热速度的影响。淬火加热温度的选择是否合理主要通过金相法和维氏硬度法鉴别。感应淬火的加热温度选择，习惯上比该材料的炉中加热淬火温度高出50一1000C左右。表1为经过试验确定的两种钢号在不同的加热速度下的淬火温度表1 40和45钢在不同加热速度下的淬火温度（）43感应加热零件截面上的温度分布，感应加热表面淬火零件的常用材料为45钢，现以圆柱形零件为例，说明零件截面上温度分布和表面淬火后硬化层及过渡层中的金相组织22。图11为试验测定的45钢圆柱零件感应加热至淬火温度时，截面上温度分布曲线，以及淬火后截面硬度分布曲线(HRC)。该实验是通过透入式加热和快速冷却(喷射冷却)的条件得到的。44按温度分布的特点，由表及里可分为三个区域:第一区，温度高于Ac3:为850一880之间，热态组织为均匀的奥氏体，冷却淬火后得到完全的马氏体组织，硬度在HRG58以上。第二区，加热温度在Ac1，和Ac3之间，约为727一850，热态组织为奥氏体加铁素体，淬火后该处的组织为马氏体加铁素体，在铁素体的边沿时常有黑色的屈氏体网，这一区域的硬度值变化很大一般为HRC3058左右。第二区里有一条重要的界限，即硬化层边界线。用金相法测量硬化层时，在100倍的金相显微镜下，边界线处的金相组织由50%马氏体，20%铁索体，余者为屈氏体组成。用硬度法测量硬化层时，该处的硬度值为HRC43一45。两种方法测量的出的硬化层边界线基本相同或相近。图11中的淬硬层厚指从0至xk的距离。在二区中还有过渡层b即xk到x0的距离。这一区间，马氏体在xk处占各种组织总量的50%左右，在x0处马氏体组织基本没有了。第三区加热温度低于Ac1没有发生组织转变，淬火冷却后仍为原始组织，即珠光体加铁素体。45金相组织简介：铁素体:纯铁渗碳体:(Fe3C)有金属光泽，很高的硬度，和脆性，并有磁性;珠光体:由层片状铁素体和渗碳体成层状相间分布而形成。可由奥氏体缓慢冷却而得到的组织，加热至730OC以上可形成奥氏体;淬火(球状)屈氏体属于细珠光体，层间距离在2.5/l000omm以下;奥氏体:加热到相变点以上得到的组织，具有非铁磁性，电阻很大;马氏体:奥氏体急冷淬火后得到的组织，硬度最高，最脆，并且具有铁磁性;46先进的感应淬火技术国外IGBT和全固态晶体管电源技术逐步成熟，并已商品化、系列化，目前有1200kW、50kHz;50100kHz、30600kW;300kW、80kHz;低频段有取代晶闸管电源趋势;MOSFET多采用并联振荡电路，SIT多采用串联谐振电路，功率高达1000 kW、频率200kHz和400kW、400kHz。它们都是电子管式高频电源的理想替代产品。当输出功率与电子管电源相同时，节电35%40%，节省安装面积50%，节约冷却水40%50%。随着科技的进步，在高频感应淬火领域，MOSFET有望取代SIT。感应淬火机床更加趋向自动化，CNC控制逐渐增多，自动分检零件与自动识别进机零件功能的机床增多。通用淬火机床朝柔性化方向发展，一台淬火机床可以对不同性能要求的同零件感应加热淬火。德国研制的一种曲轴淬火机床，法兰件感应淬火柔性加工系统略加调整能处理不同尺寸的相似工件;47对于轴类零件在一定直径范围内(如30mm)与长度300800 mm范围内，对于相似淬火要求的轴类零件淬火机能自动编制14种程序，自动识别进机零件;最近推出了双主轴立式淬火机，在一个紧凑的工艺单元内进行工件的淬火与回火，能处理轮轴、三槽套及其他万向节件，转换工件只需25min，用计算机编程，根据工件号在2 min内就可调出有关工艺数据;一汽引进的GH公司数控淬火设备通用性强、自动化程度，在复杂零件上可实现多段变功变速，编程容易、操作方便。专用淬火机床更加专用化，采用机械手上下零件，加热、淬火、回火、校直、检查完全自动进行。先进的计算机控制技术可以监控并屏幕显示淬火过程和工艺参数，跟踪全部操作过程，如发现故障或工艺参数偏离给定值，便自动修正或自动列出不合格零件，使控制系统暂停工作并报警，同时屏幕上显示故障性质和所要修正的动作。更先进的控制系统还适应材料化学成分的波动，并自动调整比功率或加热时间，以保证感应淬火零件的质量。例如日本高周波热炼株式会社川崎工厂的卧式半轴淬火机床，上尾厂可同时淬三根半轴，群马厂可同时淬两根半轴，机床实际上是感应热处理生产线，全过程除校直、荧光探伤检查需一名工人外，其余全部自动进行。48感应淬火的工艺静止式曲轴感应淬火采用静止式曲轴感应淬火新技术的最初的两台装置在福特公司V6和V8曲轴淬火和回火工艺中得以应用，表现出了良好的市场前景。其特点是:加热时间短，一般仅为1.54s，传统工艺是712s;电效率高、成本低;感应器与工件之间允许有较大间隙，调整方便;操作简单、重复性好、易于维护;占地面积小，仅为原来的20%左右。低淬透性钢齿轮淬火现在俄罗斯许多汽车工厂广泛采用低淬透性钢进行整体感应加热表面淬火，已大量应用于汽车、拖拉机后桥齿轮、挖掘机齿轮、传动十字轴、火车车厢用滚动轴承、汽车板簧、铁路螺旋弹簧等，取得了较大的经济效益。双频感应加热淬火国外双频淬火主要用于齿轮。20世纪90年代，美国用10kHz中频和150kHz高频电源，先让齿轮在中频感应器中加热，然后迅速降到高频感应器中加热，最后落入油中淬火。进入21世纪，此工艺又有新进展，如GH公司采用电力电子开关转换频率，使齿轮的齿顶和齿跟的加热更加均匀，更好地保证了齿轮的淬火质量。49虽然感应淬火工艺还存在一些不足之处,但其优点仍为显著,国际上正在努力改善和提高其工艺技术水平。现代感应热处理的发展应改变传统的低频(3kHz 10kHz)、低功率(150kW)的长周期加热方法,采用大功率、双频、多频、多能级脉冲的短周期而精确的淬火工艺,现代电力电子技术及计算机控制技术的发展为此提供了充分的条件。我国感应淬火工艺的历史悠久,基础也较好,只是近年来发展缓慢,因此,我们应紧跟国际技术发展步伐,尽力跟上世界先进水平。随着经济和生产技术的飞速发展，汽车、拖拉机、航空、仪表、冶金、国防等工业对零件的要求越来越高。热处理可以提高零件性能，延长使用寿命，因此，在同民经济中起着重要的作用，并成为生产过程中一个不可缺少的环节。50感应加热表面淬火生产线的合理配置需综合考虑产品质量要求特点、设备能力、人员素质要求、企业发展要求等各方面因素，还需不断学习国内外先进技术，以发展的眼光长远考虑，如在装备操作上逐步采用全自动生产，提高生产效率，国内锻造业只有不断提高自身的技术水平才能缩短与国外的差距，增强竞争力。现代企业加工制造实现机械自动化生产领域不停的在进步着，伴随着制造业的不断发展，企业引进自动化生产线所带来的优势表现的越来越明显，自动化生产线生产不仅提高了产品生产率，缩短生产周期，提高产品质量，更直接提高企业的经济效益，在人员成本越来越高的今天，企业实现无人自动化生产更是刻不容缓，直接影响着企业的发展，企业的未来。51感应加热表面淬火可以改善工作环境、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能。感应加热炉与煤炉相比，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。利用中频感应加热的方法，对碳结钢和低合金结构钢热轧标准件进行，与20世纪71年代已在美，法，饿等多个国家冶金工厂应用，建设了多条中频感应加热生产线，这些钢号大多用于制造汽车，拖拉机，机床用零部件。标准件感应加热，因受到冷却条件的限制，加热的标准件直径限定在60mm，大于60mm直径的标准件后，发现存在芯部硬度不足的现象。中频感应加热不仅能对圆棒，而且还能对方形，多边形条材进行。52自控型可调节加热时间、加热功率、保温时间、保温功率和冷却时间；大大提高了加热产品的质量和加热的重复性，简化工人的操作技术。特别安全，输出电压低于36V，免除高压触电危险。53成熟的感应加热表面淬火技术，设计的生产线中分别对淬火和回火工艺配备进口红外线测温装置，实现了加热温度自动控制，(并且可以通过调节功率来实现温度调节)，而机械传动部分则是采用了调速电机带动，可以随意调节运行速度及功率，而这些操作均由中心控制系统来实现，工人只需启动、停止操作系统中的按钮就可实现所有的运行动作。随着科学技术的发展，感应加热表面淬火得到了广泛的应用。表面热处理可以提高产品质量，缩短生产周期和改善劳动条件，提高生产组织水平。目前应用最广泛的表面热处理是感应热处理，它可应用于淬火、回火、正火、调质、透热等，适用于机械化大生产，可通过计算机控制实现无人操作。54感应加热表面淬火案例Click here to add your title5556感应加热表面淬火技术优势010203060504加热效率高(速度快慢可调节控制)加热范围广可加热各式各样的金属工件安装方便连接电源，感应圈和进出水管即可，启动速度快通水通电后即可启动加热，操作简便加热效果好被加热物芯表温差均匀，升温快保护措施布置齐全设有过压、过流、过热等报警指示57感应加热表面淬火设备六大特点：1、设备保护齐全整机设有水温、水压、缺相、过压、过流、限压/限流、启动过流、恒流和缓冲启动，使设备启动平稳，保护可靠迅速，运行稳定；2、加热速度快氧化脱碳少由于中频透热炉加热的原理为电磁感应，其热量是由于工件自身产生，该加热方式升温速度快，氧化极少，加热效率高，工艺重复性好，金属表面只有很轻微脱色，轻微抛光就可使表面恢复镜面光亮，从而有效获得恒定一致的材料性能；3、自动化程度高可实现全自动无人操作，提高劳动生产率；4、能耗低无污染加热效率高与其他加热方式相比，有效地降低了能耗，劳动生产率高、无污染、设备符合环保要求；5、温度控制精度高加热均匀保证加热芯表温差小，通过温度控制系统可对温度进行精确控制，保证产品重复精度；6、中频透热炉炉体的更换简便根据加工工件尺寸的不同，需配置不同规格的感应炉体，各炉体均设计有水电快换接头，使炉体更换简便、快速、方便。58感应加热表面淬火四大特点59606162选用感应加热设备性能高且稳定、系统电效率高、生产高度自动化。综合性能打造智能化恒远品牌。操作方便全面保护零压扫频恒功率输出操作简单，适用于各种加热工艺。零压启动，更能适应频繁启动的要求过流、过压保护，使设备运行可靠。感应加热速度更快，节电效果更明显。63感应加热表面淬火发展是伴随工业技术的发展同步进行的。趋势就是从最初的原始化、简单化，发展到具有先进高新技术加入的高效化、快速化、成套化、数控化和联动化。感应加热表面淬火发展趋势感应加热表面淬火发展趋势64感应加热的现状感应加热的现状国内外技术国内外技术现状现状感应加热技术从诞生至今，经过近百年的发展，取得了令人瞩目的成果，尤其是六十年代以后，固态电力电子器件的出现与发展，使感应加热技术和现代化生产许多方面密切相关，发挥了很大的作用。国内国外国外感应加热装置用于大型工件的透热或数百吨的钢水保温预计短期内，以固态器件构成的低频感应加热电源在功率容量、价格和可靠性方面还难以与简单的工频感应炉竞争，虽然其效率、体积和性能均优于工频炉65恒功率输出零压启动保护全面操作方便节能环保感应加热速度更快，节电效果更明显。零压启动，更能适应频繁启动的要求过流、过压保护，使设备运行可靠。智能操作简单，适用于各种加热工艺。全数字式高效快速谐振，节能环保优势突出感应加热表面淬火设备优点突出感应加热表面淬火设备优点突出66感应加热表面淬火三大优势感应加热表面淬火三大优势钢管调质炉可达到环保部门的各项指标要求，同时树立公司形象。加热速度快，被加热物的表面氧化少。非常容易实现自动控制，省心省力。感应加热时电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100的吨锻件耗电小于360度。加热快效率高智能化自动化环保节能省电67感应加热技术是一种新型的加热技术，随着在工业过程中的广泛应用，感应加热的实际加工过程中各种工艺确定为生产提供了依据，并大大降低了感应加热表面淬火生产成本。68随着社会的显著发展，以及社会生活水平大幅度地提高，人们的生活素质也有了明显地提升，最重要是体现在我们环保意识的逐渐增强，同时，这一改变，对于钢丝加热设备今后的发展，也有着很大的影响。感应加热表面淬火应用感应加热技术绿色节能的优势赢得了用户，也赢得了市场，更重要的是电磁加热技术也应用到了越来越多的领域。最大程度地减少热损失和能量损耗，增加生产效率，提升产品质量。感应加热表面淬火设备采购前需要跟专业技术员说明加热需求，提供加热工件尺寸，加热工件频率等参数。根据实际需求制定相关设计方案。69用户购买感应加热装置需要了解的三大问题：1、设备的功率:通常情况下,我们的感应加热设备的功率越大,代表能加热或处理的工件尺寸和重量就越大。2、设备的频率：频率越高，表示靠近感应线圈的位置的趋肤效应越强(相当于该位置的磁力线分布越密集)，对工件的表面加热速度就越快，能加热越小的工件，高频感应加热设备通常用在焊接或表面淬火等方面的工作上。反之频率越低，感应线圈附近的趋肤效应就越弱，但这样也就相当于远离感应线圈位置的磁力线分布和线圈附近的磁力线分布也越相近，进而会带来比较好的透热效果，也就有可能使得在加热比较厚的工件时，让工件更能同时均匀地受热。中频感应加热设备通常用在热锻或熔炼或深度较厚的淬火应用上。3、感应线圈：有时候，感应加热设备的功率和频率都能满足工件加热的需求，但如果工件的形状非常特殊，则有可能导致计算出来所需功率和频率并不适合该工件或工作，这个时候需要定制特殊的线圈，并通过实验来获得工件所需的最佳的功率和频率。感应线圈通常也是感应加热方法的最大缺点。70感应加热表面淬火方案设计要找专业团队方案设计要找专业团队71更多感应加热表面淬火现场视频请查看百度视频更多感应加热表面淬火现场视频请查看百度视频72如何选择、选用感应加热设备呢？主要要从几个方面考虑：1、被加热的工件形状和尺寸 工件大、棒料、实材，应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；工件小、管材、板材、齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。2、需要加热的深度和面积 加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应加热设备。3、所需的加热速度 需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较高的感应加热设备。734、设备的连继工作时间 连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备。5、感应部件与设备的连线距离 连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应相对选用功率较大的感应加热设备。6、工艺要求 一般来说，淬火、焊接等工艺，相对可以功率选小一些，频率选高一些；退火、回火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲、热煅、熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率应选得更大，频率选得更低。7、工件的材料 金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小一些。74图片例案图片例案图片例案图片例案79广泛应用感应加热工艺是感应加热技术水平的主要体现,是技术发展的基础,先进的感应加热工艺技术可以有效地发挥感应加热的特点,实现高效、节能的局部热处理。同时感应加热系统正向智能化控制方向发展，具有计算机智能接口、远程控制和故障自动诊断等控制性能的感应加热电源系统正成为下一代的发展目标。80其中，“顾客导向”的竞争策略，要求企业全面提高质量意识，提供优质服务。企业获得的将是一种长期的效果：永远留住顾客。商品策略技术导向质量导向服务导向顾客导向竞争优势策略竞争优势策略81市场分析市场分析82品牌品牌铸就铸就辉煌辉煌随着市场经济的发展,我国已成为制造业大国和外贸大国,但是,很多国内企业自主创新、自主品牌建设不足,以致于在激烈的市场竞争中不尽如人意。83“品牌”是一种无形资产；“品牌”就是知名度，有了知名度就具有凝聚力与扩散力，就成为发展的动力。企业品牌是城市经济的细胞，企业品牌是带动城市经济的动力。而企业品牌的建设，首先要以诚信为先，没有诚信的企业，“品牌”就无从谈起。其次，企业品牌的建设，要以诚信为基础，产品质量和产品特色为核心，才能培育消费者的信誉认知度，企业的产品才有市场占有率和经济效益。84员工是企业成功的关键员工是企业成功的关键推动力推动力指定目标指定目标 很高的个人远大目标 极强的决心 迫切希望实施改革、体验新方式 乐意冒个人风险“实践、尝试、处理”意识 愿意制定并接受较高的目标 具备将较高目标细分为具体计划和行动的能力 彻底了解持续改善的支柱和行动的适应方式，以及它对客户、员工和股东的意义付诸实施付诸实施 极强的鼓动和激励他人的能力 在实践方面有着很高的声誉和可信度 优异的流程管理 对在企业中达到目的的正规和非正规途径具有独到见解 具备辅导和吸引新的真正改革负责人的非凡能力85完善质量管理体系实现宏伟目标完善质量管理体系实现宏伟目标特点特点初级阶段初级阶段“检查检查”研发没有与质量挂钩 通过检查进行质量管理第二阶段第二阶段“质质量量保保证证”第三阶段第三阶段“质质量量的的预预防防”第四阶段第四阶段“完完美美，跨跨部部门门的的全全员员质量管理质量管理”生产制造推动的流程改善 主要以生产制造为导向的质量工具 逐渐转向的客户需求为导向的质量管理 产品设计中的质量预防 预防为导向的质量工具（研发）稳定的流程 客户需求为导向，贯穿整个价值链系统的质量管理体系“零次品”“市场营销专家”，质量管理职能部署的应用实现高效的高效的质量管理途径量管理途径宏宏伟目目标86 企业品牌架构企业品牌架构目标客户描述目标客户描述：对主要目标客户群的一个简短的描述，包括规模、背景，心理等信息总体品牌价值总体品牌价值：一个唤起灵感的、易记忆的、朗朗上口的概念是品牌希望在主要目标客户群心目中建立的远远超过竞争对手的概念。战略品牌价值战略品牌价值：一般3-5点，包含（1）功能性诉求；（2）体验、关系或情感性诉求概念；（3）信任原因概念这些概念对总体品牌价值形成支撑，并且是品牌希望长期代表的品牌性格品牌性格：品牌的长期的、独特的个性、形象、态度，决定了客户长远的对品牌的喜爱程度往往采用拟人化表达方式执行层面品牌资产执行层面品牌资产：一系列具体的可长期拥有的品牌资产例如，品牌标识，包装，广告语必须是市场证明了的，易于区别的视觉识别视觉识别：对品牌的独特、长期一致的视觉表达客户在所有接触点能立即识别，并与品牌相联系包括品牌标志、服务性品牌标志企业文化描述企业文化描述：企业愿景、企业使命、核心价值观、行动纲领8788