中频感应加热淬火是一种广泛使用的钢表面硬化工艺。部件通过交变磁场加热到转变范围内或以上的温度，然后立即淬火。组件的核心不受处理的影响，其物理特性与加工它的棒材相同，而外壳的硬度可在 37/58 HRC范围内。当量碳含量在 0.40/0.45% 范围内的碳钢和合金钢最适合该工艺。
大交流电流通过线圈驱动，在内部空间中产生非常强烈且快速变化的磁场。待加热的工件被放置在这个交变磁场中，在该磁场中，工件内会产生涡流，电阻会导致金属焦耳加热。
许多机械零件，如轴、齿轮和弹簧，在加工后都要进行表面处理，以改善磨损行为。这些处理的有效性取决于表面材料性能的改变和残余应力的引入。在这些处理中，感应加热淬火是最广泛用于提高部件耐久性的处理之一。它在工件中确定了具有拉伸残余应力的坚韧核心和具有压缩应力的硬表面层，这已被证明在延长部件疲劳寿命和耐磨性方面非常有效。
感应表面硬化低合金中碳钢广泛用于需要高耐磨性的关键汽车和机器应用。感应加热淬火零件的耐磨性能取决于淬火深度和表层残余压应力的大小和分布。
单次硬化
在单次喷射系统中，部件在线圈中保持静止或旋转，待处理的整个区域在预设时间内同时加热，然后是溢流淬火或液滴淬火系统。在没有其他方法可以达到预期结果的情况下，通常使用单次射击，例如锤子的平面硬化、复杂形状工具的边缘硬化或小齿轮的生产。
在轴硬化的情况下，单次注射方法的另一个优点是与渐进式横向硬化方法相比的生产时间。此外，使用线圈的能力可以在组件中产生纵向电流而不是径向电流，这对于某些复杂的几何形状来说可能是一个优势。
单发方法有一些缺点。线圈设计可能是一个极其复杂和复杂的过程。通常需要使用铁氧体或层压加载材料来影响给定区域的磁场集中度，从而改善产生的热量模式。另一个缺点是，与横向方法相比，由于要加热的表面积增加，因此需要更多的功率。
横向硬化
在横向硬化系统中，工件通过感应线圈逐渐地并使用随后的骤冷喷雾或环。横向淬火广泛用于生产轴类零件，例如半轴、挖掘机铲斗销、转向零件、电动工具轴和驱动轴。该组件通过通常具有单匝特征的环形电感器馈电。转弯的宽度由横移速度、发电机的可用功率和频率决定。这会产生移动的热带，在淬火时会形成硬化的表面层。根据应用的要求，淬火环可以是以下布置的整体或两者的组合。通过改变速度和功率，可以制造出沿其整个长度或仅在特定区域硬化的轴，也可以硬化具有阶梯直径或花键的轴。消除线圈和元件的同心度。
横向方法还用于边缘部件的生产，例如纸刀、皮刀、割草机底部刀片和钢锯刀片。这些类型的应用通常使用位于组件边缘的发夹线圈或横向磁通线圈。该部件通过线圈和随后的由喷嘴或钻孔块组成的喷雾淬火前进。
许多方法用于提供通过线圈的渐进运动，并且使用垂直和水平系统。这些通常采用数字编码器和可编程逻辑控制器进行位置控制、切换、监视和设置。在所有情况下，移动速度都需要严格控制并保持一致，因为速度的变化会对硬度深度和所达到的硬度值产生影响。
中频感应加热淬火装备
所需感应加热电源
感应加热淬火电源的功率从几千瓦到几百千瓦不等，具体取决于要加热的部件的尺寸和采用的生产方法，即单次淬火、横向淬火或浸没淬火。
为了选择正确的感应加热电源，首先需要计算待加热部件的表面积。一旦确定了这一点，就可以使用多种方法来计算所需的功率密度、加热时间和发电机工作频率。传统上，这是使用一系列图表、复杂的经验计算和经验来完成的。现代技术通常使用有限元分析和计算机辅助制造技术，但是与所有这些方法一样，仍然需要对电磁感应加热过程有透彻的工作知识。
对于单次喷射应用，需要计算要加热的总面积。在横向硬化的情况下，部件的周长乘以线圈的面宽。在选择线圈面宽度时必须小心谨慎，以确保构建所选宽度的线圈是可行的，并且它能够承受应用所需的功率。
感应加热频率
用于淬火的中频感应加热设备有多种不同的工作频率，通常从 1 kHz 到 400 kHz。可以使用更高和更低的频率，但通常这些将用于专业应用。工作频率与电流穿透深度以及硬度深度之间的关系成反比。即频率越低，情况越深。
| 不同外壳深度和材料直径的频率示例 | ||
| 外壳深度 [mm] | 棒材直径 [mm] | 频率 [kHz] |
| 0.8 到 1.5 | 5 到 25 | 200 到 400 |
| 1.5 到 3.0 | 10 到 50 | 10 到 100 |
| >50 | 3 到 10 | |
| 3.0 到 10.0 | 20 到 50 | 3 到 10 |
| 50 到 100 | 1 到 3 | |
| >100 | 1 | |
从上表可以看出，为任何应用选择正确的中频感应加热设备都非常复杂，因为对于给定的结果可以使用不止一种功率、频率和速度的组合。然而，在实践中，根据以前的经验和实用性，许多选择是显而易见的。
中频感应加热淬火优点
1.快速处理，不需要保持时间，因此更高的生产率
2.不结垢或脱碳
3.更大的外壳深度，高达 8 毫米
4.选择性硬化
5.高耐磨性和抗疲劳性
中频感应加热淬火应用
该工艺适用于导电磁性材料，如钢。
可加工车轴等长工件。
以上是中频感应加热淬火的基础介绍。更多关于中频感应加热的相关技术知识，请咨询青岛JN江南机电--中频高频电磁感应加热设备制造商。
