钢球表面热处理基本原理及性能介绍

1.感应加热表面淬火 定义：是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。 原理：如图所示，电磁感应产生同频率的感应电流即涡流。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，心部几乎等于零，而表面电流密度极大，称为“集肤效应”，频率愈高，电流密度极大的表面层愈薄。依靠这种电流和工件本身的电阻，使工件表面迅速加热到淬火温度，而心部温度仍接近室温，然后立即喷水冷却，使工件表面淬硬。 　　分类：感应加热可分为三类： 　　(1)高频加热 常用频率为（200～300）KHZ，淬硬层深度为（0.5～2.5）mm。 　　(2)中频加热 常用频率为（2500～8000）HZ，淬硬层深度为（2～10）mm。 　　 (3)工频加热 电流频率为50HZ，不需要频设备，城市用交流电即可，硬层深度为（10～20）mm以上，城市用交流电即。 优缺点：感应加热表面淬火加热速度快，生产率高，加热温度和淬硬层深度容易控制，钢球表面氧化和脱碳少，钢球变形小，可以使全部淬火过程实现机械化、自动化。2感应表面淬火后的性能 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2～3 个单位（HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深δ＝（10～20）％D。较为合适，其中D为工件的有效直径。 2.化学热处理渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。