Question

高频淬火和中频淬火的区别

Answer 1

　　高频(10KHZ以上)加热的深度为0.5-2.5mm, 一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。

　　中频(1~10KHZ)加热深度为2-10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。

• 高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火的设备。感应加热的原理：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。

• 中频淬火，就是将金属件放在一个感应线圈内，感应线圈通中频交流电，产生交变电磁场，在金属件内感应出交变电流，由于趋肤效应，电流主要集中在金属件表面，所以表面的温度最高，在感应线圈下面紧跟着喷水冷却或其他冷却，由于加热及冷却主要集中在表面，所以表面改性很明显，而内部改性基本没有，可以有很特殊的热处理效果。
  

Answer 2

说到中高频表面淬火，不得不说感应加热淬火的基本原理：把工件放在感应器中，当一定频率的交流电通过感应器时，由于电磁感应，在工件表面层产生了与感应器中交变频率相同，但电流方向相反的感应电流。这感应电流沿零件表面形成封闭回路，称为涡流，在涡流及零件本身电阻的作用下，根据焦耳-楞次定律，电能即在零件表面层转化为热能，将工件表层加热，涡流之所以能实现表面加热，这是由交变电流在导体中的分布特点所决定的。
当导体中通过直流电时，导体截面上各处的电流密度是相同的，然而通过交流电时，其电流在截面上的分布是不均匀的，总是在导体表面的电流密度最大，中心的电流密度最小，而且，交变电流的频率愈高，表层的电流密度愈大。这种现象称交变电流的集肤效应。感应加热淬火就是利用这一特性为基础的。
感应电流自工件表面向心部呈指数规律衰减，电流频率越高，电流透入深度越浅，集肤效应越显著。不同频率的电流在钢中的透入深度不同。频率越高，透入深度越浅；频率越低，透入深度越深。但是，电流透入深度并不是淬火层深度。热处理原理告诉我们，采用所谓深层加热，使淬火层深度小于电流透入深度，可获得较细的淬火马氏体组织、过渡层较薄、表面硬度高以及残余应力大，因此淬火质量高，并且加热时间短，有利于提高生产率。所以在选择频率时，一般力求采用较低频率，以实现深层加热。但频率也不能太低，随着频率的降低，电流透入深度过大，因而能量损耗大。同时因频率低，通过感应器的电流密度大，感应圈的冷却要求高，否则易软化。
高频感应加热装置其电流频率为100～500kHz,常用频率为200～300kHz。适用于加热深度小于3mm的工件的感应加热，多用于钢铁零件的表面淬火，
中频感应加热装置其电流频率为500～20000Hz，常用频率2500Hz和8000Hz两种。适用于加热深度大于3mm直径为20～500mm工件的感应加热，多用于钢铁零件的表面淬火，也可用于回火、正火及熔炼金属等。在汽车、拖拉机等制造业中，曲轴和凸轮轴等零件的表面淬火多采用中频感应加热装置。中频装置的频率有1000、 2500、4000、8000Hz等，其中2500Hz和18000Hz两种应用最多，功率从数十千瓦至数百千瓦。
从以上的分析可以看出，中高频淬火的原理没有区别，唯一的区别只是频率的不同，以及由于频率不同而导致的淬火加热层的深浅不同而已。

Answer 3

根据感应加热的原理，频率越低，透入越深；频率越高，则透入越浅。这也是我们在加热大直径工料时为什么必须采用中频加热的原因。因此，当淬火深度要求大于几个毫米时，宜采用中频淬火，如汽车般轴等。而对于淬火深度要求很浅，一般在2毫米以内的表面淬火，则采用高频电源为好。