机床商务网
技术文章
浅谈高频淬火和中频淬火的区别差异
阅读：5843 发布时间：2012-2-16
高频淬火和中频淬火的区别
1、高频淬火淬硬层浅(1.5~2mm)、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，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和球墨铸铁)。
感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺
感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬
感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄
因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3
感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产
常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难
表5-3感应加热种类及应用范围
感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／mm应用范围
高频感应加热200～1000kHz0.5～2.5中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件
中频感应加热2500～8000Hz2～10较大尺寸的轴和大中模数齿轮
工频感应加热火50Hz10～20较大直径零件穿透加热，大直径
零件如轧辊、火车车轮的表面淬
超音频感应加热30～36kHz淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，
或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。
火焰表面淬火
用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却
淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。
表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52
这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用
适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。
碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢zui适宜。
感应加热表面淬火;将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织。
根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:
高频淬火;100-1000kHz.中频淬火;1-10kHz.工频淬火;50Hz
1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：
2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：
3变形小：
4淬火层深度易于控制：
5淬火时不易氧化和脱碳：
6可采用较便宜的低淬透性钢：
7操作易于实现机械化和自动化,生产率高
8电流频率愈高，淬透层愈薄。
高频淬火一般1-2mm，中频淬火一般3-5mm，工频淬火能到>=10-15mm
高频感应加热：电流频率在100～500kHz(千赫)，有效淬硬深度为0.5～2mm(毫米)，主要用于要求淬硬层较薄的中、小型零件，如小模数齿轮、中小型轴等。
中频感应加热：电流频率在500～10000Hz(赫)，有效淬硬深度为2～10mm(毫米)，主要用于要求淬硬层要求较深的零件，如中等模数的齿轮、大模数齿轮、直径较大的轴等。
表面淬火零件的中间热处理是调质
表面淬火缺点：处理复杂零件比渗碳困难
常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。
一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的配合。
对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5；
对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下。
1，工作于摩擦条件下的零件，如一般小齿轮、轴
45、40Cr、42MnVB；高频淬火，淬深1.5-2mm
2，承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等
45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨铸铁；中频淬火，淬深3-5mm
3承受扭曲、压力负荷的大型零件，如冷轧辊等
9Cr2Mo、9Cr2W；工频淬火，淬深>=10-15mm
表面淬火、普通淬火后碳钢的疲劳强度比较
含碳量%热处理方法扭转弯曲疲劳强度
0.33高频表面淬火600
0.33火焰表面淬火350
0.33电炉内整体加热淬火90
0.41高频表面淬火600
0.41电炉内整体加热淬火110
0.41正火130
0.63高频表面淬火360
0.63火焰表面淬火390
0.63电炉内整体加热淬火150
1、高频淬火淬硬层浅(1.5~2mm)、硬度高、工件不易氧化、变形小、淬火质量好、生产效率高，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和球墨铸铁)。
感应加热表面淬火，是利用电磁感应、集肤效应、涡流和电阻热等电磁原理，使工件表层快速加热，并快速冷却的热处理工艺
感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，当一定频率的交流电通过感应器时，处于交变磁场中的工件产生感应电流，由于集肤效应和涡流的作用，工件表层的高密度交流电产生的电阻热，迅速加热工件表层，很快达到淬火温度，随即喷水冷却，工件表层被淬硬
感应加热时，工件截面上感应电流的分布状态与电流频率有关。电流频率愈高，集肤效应愈强，感应电流集中的表层就愈薄，这样加热层深度与淬硬层深度也就愈薄
因此，可通过调节电流频率来获得不同的淬硬层深度。常用感应加热种类及应用见表5-3
感应加热速度极快，只需几秒或十几秒。淬火层马氏体组织细小，机械性能好。工件表面不易氧化脱碳，变形也小，而且淬硬层深度易控制，质量稳定，操作简单，特别适合大批量生产
常用于中碳钢或中碳低合金钢工件，例如45、40Cr、40MnB等。也可用于高碳工具钢或铸铁件，一般零件淬硬层深度约为半径的1／10时，即可得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。感应加热表面淬火不宜用于形状复杂的工件，因感应器制作困难
表5-3感应加热种类及应用范围
感应加热类型常用频率一般淬硬层深度／mm应用范围
高频感应加热200～1000kHz0.5～2.5中小模数齿轮及中小尺寸的轴类零件
中频感应加热2500～8000Hz2～10较大尺寸的轴和大中模数齿轮
工频感应加热火50Hz10～20较大直径零件穿透加热，大直径
零件如轧辊、火车车轮的表面淬
超音频感应加热30～36kHz淬硬层能沿工件轮廓分中小模数齿轮
表面热处理是通过改变零件表层组织，以获得硬度很高的马氏体，而保留心部韧性和塑性(即表面淬火)，
或同时改变表层的化学成分，以获得耐蚀、耐酸、耐碱性,及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。
火焰表面淬火
用乙炔-氧或煤气-氧的混合气体燃烧的火焰，喷射到零件表面上，快速加热，当达到淬火温度后，立即喷水或用乳化液进行冷却
淬透层深度一般为2-6mm，过深往往引起零件表面严重过热，易产生淬火裂纹。
表面硬度：钢可达HRC65，灰铸铁为HRC40-48，合金铸铁为HRC43-52
这种方法简便，无需特殊设备，但易过热，淬火效果不稳定，因而限制了它的应用
适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件，如大型轴类、大模数齿轮等
常用钢材为中碳钢，如35、45及中碳合金结构钢(合金元素<3%)，如40Cr，65Mn等，还可用于灰铸铁、合金铸铁件。
碳含量过低，淬火后硬度低，而碳和合金元素过高，则易碎裂，因此，以含碳量右0.35-0.5%之间的碳素钢zui适宜。
感应加热表面淬火;将工件放入感应器中,使工件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织。
根据电流频率,感应加热表面淬火,可以分为:
高频淬火;100-1000kHz.中频淬火;1-10kHz.工频淬火;50Hz
1表层硬度比普通淬火高2-3HRC，并具有较低的脆性：
2疲劳强度，冲击韧性都有所提高，一般工件可提高20-30%：
3变形小：
4淬火层深度易于控制：
5淬火时不易氧化和脱碳：
6可采用较便宜的低淬透性钢：
7操作易于实现机械化和自动化,生产率高
8电流频率愈高，淬透层愈薄。
高频淬火一般1-2mm，中频淬火一般3-5mm，工频淬火能到>=10-15mm
高频感应加热：电流频率在100～500kHz(千赫)，有效淬硬深度为0.5～2mm(毫米)，主要用于要求淬硬层较薄的中、小型零件，如小模数齿轮、中小型轴等。
中频感应加热：电流频率在500～10000Hz(赫)，有效淬硬深度为2～10mm(毫米)，主要用于要求淬硬层要求较深的零件，如中等模数的齿轮、大模数齿轮、直径较大的轴等。
表面淬火零件的中间热处理是调质
表面淬火缺点：处理复杂零件比渗碳困难
常用中碳钢(0.4-0.5%C)和中碳合金结构钢，也可用高碳工具钢和低合金结构钢，以及铸铁。
一般零件淬透层深度为半径的1/10左右时，可得到强度、耐疲劳性和韧性的配合。
对于小直径10-20mm的零件，建议用较深的淬透层深度,即可达半径的1/5；
对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度，即小于半径1/10以下。
1，工作于摩擦条件下的零件，如一般小齿轮、轴
45、40Cr、42MnVB；高频淬火，淬深1.5-2mm
2，承受扭曲、压力负荷的零件，如曲轴、大齿轮、磨床主轴等
45、40Cr、65Mn、9Mn2V、球墨铸铁；中频淬火，淬深3-5mm
3承受扭曲、压力负荷的大型零件，如冷轧辊等
9Cr2Mo、9Cr2W；工频淬火，淬深>=10-15mm
表面淬火、普通淬火后碳钢的疲劳强度比较
含碳量%热处理方法扭转弯曲疲劳强度
0.33高频表面淬火600
0.33火焰表面淬火350
0.33电炉内整体加热淬火90
0.41高频表面淬火600
0.41电炉内整体加热淬火110
0.41正火130
0.63高频表面淬火360
0.63火焰表面淬火390
0.63电炉内整体加热淬火150