感应加热和冷却方法优化

实际生产中，工件的大小、形状是多种多样的，淬硬区分布、技术要求也各有不同，为了满足各种工件的技术要求，必须采用多种工艺和操作方法。感应淬火原则上分为两大类，即同时加热淬火和连续加热淬火。

1.同时加热淬火

同时加热淬火是将感应淬火工件的淬硬区（包括有几个淬硬区同时加热和几个淬硬区中的一个或其中的几个同时加热）同时置于感应器中加热，达到加热温度后同时冷却的淬火方法。这种方法常用于：①工件的直径不太大、硬化区不很长的各种形状的淬硬区；②具有多个不同位置的淬硬区，各淬硬区淬火面积不大时，进行逐个或几个淬硬区的同时加热淬火；③模数小于5mm且齿部不宽的齿轮齿面淬火。

同时加热淬火是生产中应用最广泛的感应淬火方法，其特点是：①工件淬硬区与感应器的相对位置不变；②工件在感应器中可旋转或不旋转；③淬硬层均匀；在电源功率相同的情况下生产率高；④淬火设备紧凑，占地面积小，操作简单。

2.连续加热淬火

连续加热淬火是将较大的淬火面积中的一部分在感应器中同时加热，通过感应器与淬火工件的相对运动，使已加热到温的淬火部位移到冷却位置进行淬火，同时感应器进入未加热的工件淬火区内，使未加热部分得到加热。这样在连续相对运动中对工件全部淬硬区进行淬火。连续加热淬火适用于直径大、淬硬区长、淬硬区面积大的工件，也适用于现有电源功率小，无法实行大面积同时加热淬火的情况。

连续加热淬火时，除工件与感应器的相对运动外，也分工件旋转（圆柱形工件外表面加热、长孔工件的内孔加热淬火）与工件不旋转（机床导轨加热淬火、长条形淬硬区的平面加热）两类。(www.xing528.com)

连续加热淬火的特点是：①可以实现采用功率较小的电源处理具有较大淬硬区面积的工件；②可以实现同时加热淬火无法实现的过程（如大模数齿轮的单齿连续加热淬火）；③在工件与感应器相对运动速度和工件旋转速度配合不当时，淬硬区内会产生螺旋形软带；④当回转工件表面实行连续加热淬火时，开始加热与加热终止的交接处也会产生软带（如火车轮子轮廓表面采用连续加热淬火时，淬硬区内淬硬层深度易产生波动，特别是有阶梯的轴类工件在阶梯处常常有加热不足的过渡区）；⑤相对于同功率的电源而言，生产率较低，无法实行自行回火工艺；⑥配套设备多，占地面积大。

3.冷却方式

感应淬火通常采用的冷却方式有喷射冷却、流水冷却和浸入冷却三种。冷却方式的选择，取决于加热方法、工件淬火部位的形状及工件的材料。连续感应淬火一般采用喷射冷却方式；同时感应加热淬火的冷却方式有喷射冷却、流水冷却和浸入冷却等。

对感应淬火工件，采用喷射冷却或流水冷却等快速流水冷却方法，在生产中具有良好的效果，因此生产中应用最广泛。除因快速加热使淬硬层获得细晶粒组织以外，快速冷却获得比普通淬火高的淬火硬度是感应加热淬火的另一重要特征，这是由于喷射式或流水式快速冷却，限止了淬火马氏体自回火程度，同时增加了淬火工件表面压应力所致。对于形状复杂的工件（例如花键轴、齿轮等）在快速冷却条件下容易产生淬火裂纹时，喷射式或流水式快速冷却可调整淬火冷却介质的压力、流量，从而降低冷却速度，也可用聚乙烯醇、聚丙烯酰胺水溶液或其他淬火冷却介质进行喷射冷却，防止淬火裂纹的产生。对于复杂的合金钢工件，可采用浸油冷却。

此外，喷射式冷却能较方便地实行自回火工艺，有效地减小工件的淬裂倾向。连续加热淬火时，喷射冷却可直接在感应器的有效圈钻上喷射孔，也可在感应器有效圈一侧附加喷水装置来实施，喷水孔角度一般为30°～50°。