什么是感應淬火？——感應淬火原理

  感應淬火包括兩個過程步驟：加熱，然后用淬火液進行快速冷卻（淬火）。加熱是由流經線圈（有時稱為電感器）的交流電流引起的，線圈的大小和形狀根據工件而定。交流線圈電流產生相應的交流磁場，該磁場又在工件內部感應出渦流。這些渦流在工件內部產生熱量。加熱深度與線圈電流頻率成反比。較高的頻率會在工件中產生較淺的熱量。這種非常有用的現象稱為“集膚效應”。熱量起源于工件內部，而不必通過表面的輻射或對流傳遞到工件中。因此，加熱時間短（例如幾秒鐘），并且避免了不必要的芯部加熱。
  在淬火之前，鋼制工件表面在室溫下包含α-鐵（鐵素體）和滲碳體（Fe3C）的混合物。感應線圈將表面材料加熱到至少723°C（共析溫度），使鐵素體轉變為g-鐵（奧氏體）。因此，鋼被“奧氏體化”。同時，來自可用滲碳體的碳溶解到奧氏體中，因為碳在奧氏體中的溶解度比在鐵素體中的溶解度高得多。這種溶解的碳至關重要，因為鋼質工件須包含至少0.02％的碳才能淬火硬化。
  在下一個工藝步驟（淬火）中，奧氏體鋼以受控的速度快速冷卻。這種快速冷卻可防止碳原子擴散以及原始鐵素體和滲碳體混合物的重整。溶解的碳原子被困在鐵素體中，從而使鐵素體的體心立方（BCC）晶體結構變形為稱為馬氏體的體心四方（BCT）結構。溫度差和冷卻速率可通過選擇正確的淬火介質（例如油或含聚合物添加劑的水）進行控制，從而確定馬氏體的形成水平。在轉變溫度以下更快地冷卻會產生更多的馬氏體。新鮮的馬氏體堅硬易碎。回火（在規定的時間段內控制加熱到規定的中等溫度）可降低這種脆性，并為鋼提供所需的硬度，強度和韌性組合。

為什么選擇感應淬火？感應淬火有什么優勢？

  傳統上，表面滲碳熱處理已用于淬火硬化各種各樣的機械傳動部件，例如傳動軸、齒輪、回轉支承、齒圈和軸承座圈等。滲碳過程簡單明了，數十年來已廣為人知。但是，越來越多的制造商正在通過感應淬火來增強或替換其滲碳工藝，在這種工藝中，表面材料的冶金結構通過準確控制的快速表面加熱和快速冷卻（淬火）順序進行轉變（硬化）。感應淬火的實際優勢包括：
  ? 很小的工件變形-感應淬火加熱工件表面。避免了過熱。快速的加熱/淬火順序將變形降至盡量低，從而降低了對昂貴且費時的二次加工和矯直操作的要求。
  ? 優異的冶金性能-工件加熱局限于表面積，并且加熱周期保持較短。避免了不必要的晶粒生長。
  ? 更高的產量-周期時間短（數分鐘而不是數小時甚至數天），感應淬火可支持更高的產量和簡化的制造過程。
  ? 緊湊的機器占地面積-感應淬火需要更少的工廠占地面積。在垂直或接近垂直的平面上加工環可進一步減少設備的占地面積。
  ? 能夠淬火硬化非常大的工件-感應淬火可以處理非常大的工件（例如直徑為6米的環鍛件/套圈）。
  ? 生產計劃的靈活性-就像廚房中的微波爐一樣，感應加熱可以即時打開/關閉，而無需進行冗長的預熱，冷卻循環。當計劃小批量和一次性零件時，生產計劃人員具有更大的自由度。
  ? 在線質量控制-現代感應系統具有能量監測系統和硬度檢查器，可在加工過程中對每個工件進行自動在線質量控制。
  ? 降低能耗-感應淬火主要是加熱表面而不是整個工件。加熱周期必定很短，總能耗也很低。
  ? 低排放-感應淬火基本上不產生CO²排放。

如何無損檢測感應淬火質量——淬火硬化層深度？

  感應淬火是常用的工藝，感應淬火用于產生具有改善的摩擦、磨損和撕裂性能的馬氏體表面層。那么如何評價感應淬火質量呢？由于硬化表面層的硬化厚度對零件的剛度和韌性之間的平衡有重要影響，因此該淬火硬化層厚度值代表了零件的明確定義質量參數，硬化深度的檢查（根據DIN ISO 15787：2010的SHD）是零件生產的一部分，通常由制造商以隨機方式破壞性地進行。為此，首先在要檢查的淬火工件處以不同角度鋸切，并在進行適當的研磨準備和化學處理后，進行光學和/或硬度深度分布測量。此過程需要相當長的時間，這也意味著可以嚴重延遲報告過程中的嚴重偏差，如果過程出現異常，則可能導致大量錯誤硬化的零件。

實驗室有損式顯微硬度法測量結果示例

IZFP超聲無損測量結果示例

  為了通過無損檢測改善所描述的淬火熱處理過程，德國Fraunhofer無損檢測技術研究院從上世紀80年代開始使用SHD表面硬化層深度無損檢測系統，該系統通過評估超聲反向散射信號來非破壞地快速確定感應淬火零件的硬化深度。Fraunhofer IZFP開發的設備是一套多通道淬火硬化層厚度無損測試系統，包括便攜式計算機系統，集成的IZFP超聲波電子設備和專用的耦合楔塊，用于穩定定位。從一開始，就已經對基礎硬件和軟件進行了一些技術開發，從而使這種專用的超聲傳感器提供準確可靠的測量結果。多年來，在無損測量深度超過一毫米的情況下，德國IZFP超聲反向散射技術一直是確定相變硬化組件淬火深度的可靠方法。免校準測量和堅固的測量過程的優點在質量保證和制造方面享譽全球。基于德國Fraunhofer IZFP的超聲反向散射技術，從汽車行業到能源行業都有成熟的感應淬火硬化測試解決方案。

  德國Fraunhofer除了手動操作系統應用之外，到目前為止，還開發了半自動和全自動淬火硬化層無損測試系統，該系統使用戶可以更輕松地處理大型零件并支持超聲換能器的可重復定位。與手動測試相比，測試周期更快，檢查員可繼續進行監視和記錄。因此，IZFP專家始終密切監督先前未知組件上的新應用程序，因為這可以充分利用這種NDT無損檢測方法的潛力。如果您對感應淬火質量、材料特性、硬化層深度測量等有技術疑問，需要服務或僅需要一般信息，我們將為您提供幫助。上海量博實業有限公司經驗豐富的客戶服務團隊會在工作時間內為您解答有關我們產品，價格，訂購和其他信息的問題。