在热处理的过程中,被处理的工件之间不会相互的进行碰撞,回一次的通过炉膛进行加热,并且还可以在可控气氛的帮助下,阻碍空气的进入。所以,处理后的工件没有脱碳的情况,表面较为光洁,变形小,硬度也比较均匀,质量较高。
高频淬火设备采用感应加热,解释感应加热的原理是:工件放到感应器内,感应器一般是输入中频或高频交流电 (1000-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000ºC,而心部温度升高很小
淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件,尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。为满足各种零件千差万别的要求,发展了各种淬火工艺。如,按接受处理的部位,有整体、局部淬火和表面淬火;按加热时相变是否完全,有完全淬火和不完全淬火(对于亚共析钢,该法又称亚临界淬火);按冷却时相变的内容,有分级淬火,等温淬火和欠速淬火等。
工艺过程 包括加热、保温、冷却3个阶段。下面以钢的淬火为例,介绍上述三个阶段工艺参数选择的原则。
高频淬火是指利用高频电流(30K-1000KHZ)使工件表面局部进行加热、冷却,获得表面硬化层的热处理方法。这种方法只是对工件一定深度的表面强化,而心部基本上保持处理前的组织和性能,因而可获得高强度,高耐磨性和高韧性的综合。又因是局部加热,所以能显著减少淬火变形,降减能耗。正是因为高频淬火拥有上述这些特点,因而在机械加工行业中广泛被采用。
分级淬火
工件加热后,淬入温度处于马氏体点(ms)附近的介质(可用熔融硝盐、碱或热油)中,停留一段时间,然后取出空冷。变温曲线如图2中曲线3。分级温度应选择在该钢种过冷奥氏体的稳定区域,以保证分级停留过程中不发生相变。对于具有中间稳定区(“两个鼻子”)型TTT曲线的某些高合金钢,分级温度也可选在中温(400~600℃)区。分级的目的是使工件内部温度趋于一致,减少在后续冷却过程中的内应力及变形和开裂倾向。此工艺适用于形状复杂,变形要求严格的合金钢件。高速钢制造的工具淬火多用此工艺。
因为在淬火炉淬火冷却的过程中,被处理工件的截面的内外温差会引起热应力,并且钢里面的比容都是不同的,其中奥氏体的比容小,马氏体的比容,所以,马氏体在转变的过程中会让被处理工件的体积胀大,如果冷却的速度比较快的话,那么淬火炉的工件截面上的内外温差就会,这样马氏体的转变就不能同时进行,也不能出现相变应力。并且,冷却速度越快,相变应力和热应力也就越大,这样钢在马氏体的转变中就越容易造成裂纹以及变形。