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铁路尖轨采用中频淬火电源进行热处理的具体工艺

尖轨必须有足够的弹性与刚度，来满足其工作需要。其技术要求为：尖轨淬火后牙条丝杆淬火调质生产线，其显微组织为索氏体十量的铁素体淬火生产线，淬硬层深度>10mm，断面硬度为34-38HRC， 表面硬度>320HBW。为满足上述要求，很多厂家采用中频淬火电源进行热处理，效果良好。

通常尖轨热处理采用感应加热淬火表面强化处理，采用降低工件移动速度喷雾淬火和先加热冷却小端，然后再移向末端的工艺措施来改进淬火质量，并采用尖轨淬火机床完成其淬火过程。为此设置淬火引轨夹具牙条淬火调质生产线，采用液压缸升降支架对工件进行预弯变形措施，生产中发现尖轨淬火后畸变量大，弯曲变形高度达150-200mm，使工件校直量加大，甚至造成部分尖轨失效，同时畸变量大导致尖轨寿命减小。

分析认为，尖轨感应加热喷雾淬火生产中，工艺程序和参数调节主要靠手动调节，带来的操作误差、迟误等人为因素丝杆淬火生产线，使尖轨淬火后畸变量增大。为此，我们把各参数的手动调节改为动态调节，排除了人为因素的干扰和迟误等不良影响，使尖轨的淬火畸变大大减少，弯曲变形高度为35-45mm，是原来变形量（150-200mm）的1/5一1/4，满足了技术条件和生产要求，该技术取得了良好的经济效益和社会效益。

尖轨经中频淬火电源感应淬火后，其显微组织为索氏体十量的铁素体淬火生产线，淬硬层深度>10mm，断面硬度34-38HRC，表面硬度>320HBW，力学性能指标达到产品技术条件。更好的是此工艺适合大批量大规模生产，可以大大提高工人的生产效率。

滚珠丝杠中频感应加热淬火工艺分析

丝杠表面淬火硬度58~64HRC，两端允许留一个导程的软带，丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深1.6~2.4mm，淬火后丝杆弯曲度小于1.0mm。试样预备热处理为820℃正火+620℃回火。根据丝杠槽底部淬火后的有效硬化层深度要求，电源应采用IGBT感应加热电源比较合适。按工件材质、形状和尺寸等技术要求，选用连续加热和连续喷冷的方式进行淬火。加热时工件旋转，淬火温度在900~950℃范围内，用红外线测温仪测温；淬火加热时间非常短，因是感应加热，加热速度极快，工件加热到温后喷冷淬火，淬火加热时间受感应器上移速度决定，上移速度越快，淬火加热时间越短。喷冷介质采用聚乙烯醇水溶液，回火方式采用油浴回火，回火温度(180±10)℃，回火时间(5~6)h。

当工件被喷水冷却时，上下滚轮又能夹持工件，使其不因淬火应力的作用而变形，从而对丝杠起到减少变形的作用。在淬火时降低感应器及淬火校正工装向上的移动速度，淬火时间会延长、淬火温度会升高、加热深度会加深，使丝杠表面淬火后硬化层加深及表面硬度升高，从而保证满意的硬化层深度及表面硬度。当工件连续加热淬火时，上下两组滚轮随着感应器上下移动，并随工件的旋转产生连续的校正作用。采用工装中频淬火，变形，淬硬层深度及硬度也更加均匀。

由于零件淬火部位空间小,感应器制作难度大

磁力线密度小,逸散严重,导致端面加热速度慢、加热温度低,当延长时间达到淬火加热温度时,淬硬层深超差,不能满足技术要求,同时,平面感应器难以实现外圆感应加热淬火;由于零件淬火部位空间小,制作的感应器有效截面小,同时满足感应器有效冷却和实现淬火自喷冷却难度较大。为解决以上难题,达到在同一感应器上互为直角的外圆和端面同时感应加热淬火的目的,在感应器设计及制作中采取了如下措施。在邻近效应影响下,圆柱面吸收的磁力线密度大于下端面,感应电流集中于相邻零件圆柱表面,在加热过程中,圆柱面易被加热,而下端面磁力线密度小,不易被加热。鉴于此情况,将感应器的内腔设计为内锥面,以求通过扩大感应器与零件外圆的间隙,减少磁力线在外圆截面上的分布;与外圆间隙相比,下端面间隙小,考虑到零件的直角结构会使磁力线的密度集中于直角的尖角处,形成尖角效应,使尖角处加热温度高,故将感应器下端面设计成直角两端面。感应加热过程中,淬火液采用外喷供给方式。

高频淬火和中频淬火的区别

高频淬火和中频淬火都属于表面热处理技术的一种，都是利用高频率(或中频率、工频)的感应电流，使钢件表面迅速加热，随后立即冷却的一种方法。

高频淬火和中频淬火的工作原理一样，都是感应加热原理：即工件放到感应器内，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800-1000℃，而心部温度升高很小

不过加热过程中，感应电流在工件中的分布是不均匀的，不同的电流频率产生的加热效果也是不同的：

1、高频淬火

电流频率在100～500 kHz

淬硬层浅(1.5~2mm)

硬度高

工件不易氧化

变形小

淬火质量好

适用于摩擦条件下工作的零件，如一般较小的齿轮、轴类(所用材料为45号钢、40Cr)

2、中频淬火

电流频率在500～10000 Hz

淬硬层较深(3~5mm)

适用于承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等(所用材料为45号钢、40Cr、9Mn2V和球墨

简而言之，高频淬火和中频淬火的区别就是加热厚度的不同，高频淬火可以短时间的表层淬硬，晶体组织很细，结构变形小，而中频表面应力比高频的要小。 感应加热设备广泛用于金刚石圆盘锯，硬质合金刀具，刀具的钎焊，小型工件的热处理淬火，退火，调质，热变形，小量有色金属的热处理淬火，退火，热变形，熔炼。

中频加热设备淬火热处理工艺应用!

中频加热设备凭借其特殊的加热原理，，当前在机械加工行业当中非常受热处理厂家的青睐。

中频加热设备应用在金属淬火热处理加热时，针对不同材质的工件主要看含碳量的变化，我们配套的感应圈离工件的距离也要做稍微的调整。简单的鉴别方法就是，中频加热设备正在工作时的淬火火花鉴别法，检查工件在砂轮上磨出的火花，可大致知道工件的含碳量是否有变化，含碳量越高，火花越多。

另外一种科学的鉴别方法，就是用直读光谱仪鉴别钢材的成分，现代化的直读光谱仪能在极短的时间内，将工件材料的各种元素及期含量进行检验并打印出来，可确定钢材是否符合图样要求。排除工件表面贫碳或脱碳因素，较常见的是冷拔钢材，材料表面有一层贫碳或脱碳层，此时表面硬度低，但用砂轮或锉刀去掉0.5mm后，再测定硬度，如果发现该处硬度比外表面为高，并达到要求，这表明工件表面有贫碳或脱碳层。

以工件花键轴为例，当我们采用中频加热设备进行淬火时，淬火后硬度不均匀分析原因可能有一下几点：

1.工件材质可能有问题，可能材质含杂质多。

2.淬火时候工艺参数确定不合理。

3.可能出现的，就是感应圈制作不合理，造成的感应圈离工件远近不一，而造成加热温度不均匀，造成工件的硬度不一。

4.检查冷却水路和感应圈的出水孔是否流畅，否则也会引起硬度的不均匀。