表面淬火的时间

fairplayq

菜鸟，出来乍到，请多多指教。

产品是直径不同的35#钢棒，11，13，15，17，20 ，28，42，表面硬度要求是HRA>70，硬度层有两组：高频对应0.4-1.0mm,中频对应1.5-2.5mm，我的问题是：

& d4 F& ]( A/ B$ f5 @) z1。产品直径大一定要中频淬火吗？还是主要受到硬度层影响，高频无法达到。
2。同一炉里，可以容纳不同直径的产品吗？如果可以的话，上面的直径中，那些可以放在一起的？
8 ~! m0 x5 u# c7 M! W8 f& O* B3。不同直径的产品对淬火时间的要求相差多吗？比如直径11和20，会差很多时间吗？

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1.产品直径大不一定要中频淬火。关键是对产品的硬度要求：心部硬度、表面硬度等。
  \7 N- {0 ~. o& e2.直径相差不大的，可在同一炉里进行处理。上面几种规格分炉处理（仅供参考）：11~15一炉、17~20一炉、28一炉、42一炉。
3.淬火时间影响到产品的淬透性问题，所以，不同直径的产品对淬火时间是有差别的。

sangshulee

个人意见：  
    本人以前做这些的时候，使用高频还是中频，首先主要是看热处理的技术要重的硬化层的深度，一般在3mm以内的再根据工件直径的大小，能用高频的不用中频，但是如果零件直径太大也只能退而求其次了，当直径在允许的范围内可以调节淬火的频率来控制硬化层的深浅，中频也是如此。

zhongguolong

产品的直径有一定的影响，最主要的是要看淬硬层深度来决定的：高频硬化层深度可达1.0~1.5左右。中频硬化层深度可达4.5~2左右。但这不是决对的，还与感应线圈大小，加热时间有关

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呵呵，大致总结以下资料，供参考：
' r& v: Q2 P! ]; _- ^/ x$ I! t# z5 Z1 感应淬火加热层深度
在感应淬火条件下，加热层的深度基本上取决与频率和所使用的功率。此外，奥氏体化时间，以及感应器与被淬硬表面的距离，还有所获得的能量密度（表面功率Kw/cm2）是非常重要的。电流穿透深度Δ，在此厚度内有86%的能量转变成热量。此厚度可用下列公式表示：
' n7 _' {8 t6 h7 Y; D! r# h               Δ=503[ρ/（μrf）1/2
+ k2 ]$ X0 {- i# h    比电阻      ρ=1.1（Ωmm2/m）
; ~2 y" P3 D) F2 {& R磁导率      μr=1
3 l4 v0 X6 ^; V: g' P, e2 ~0 S频率        f     （Hz）
对于感应加热，下列近似值可用来确定可获得的加热层深度：
0.25~5 MHz     大约       1.0~0.3mm
% w9 A: V% X$ @: f; P0 i) i1 m$ d8~10  KHz     大约       8~5mm
: u! A; p5 U1 R1~5   KHz     大约        16~8mm
  j6 O( {! u7 G' `50Hz           大约       70mm
假设δ为要求的硬化层深度，则当Δ≥δ时为完全的透入式加热当Δ＜δ则不能实现完全透入式加热，而必须在加热后期又透入式加热转变为传导式加热。
一般来说，非合金钢的最大硬化深度为2~4mm。用感应和火焰淬火，合金钢可获得下述硬化层深度，这还取决于操作方法。含Mn为1.5%的Mn钢，硬化深度层大约为3~6mm；含Cr、Mo的钢，硬化层深度大约4~12mm；含Cr、Ni、Mo的钢，硬化层深度大约为4~12mm。
2 感应加热设备的选择
（1）设备频率
设备的频率主要是根据淬硬层深度和工件的尺寸大小来确定。总的来说要尽量从获得透入式加热来考虑频率。一般电流的频率选择范围应当是：
15000/δ2＜f＜250000/δ2
当淬硬层深度为已知时，必可找到一最佳频率，实践证明淬硬层深度为电流透入深度的1/2时最为适当，即：
3 s) d! C9 `  ]5 o1 j# I/ af=62500/δ2
9 ]2 G% M1 s1 M1 j, F在选择频率时，还要考虑工件直径大小，当被加热工件直径与电流透入深度之比小于10时，感应器的电效率显著下降，因此，小直径工件应采用较高频率的设备。
+ f  [% K( v. X; c) P（2）设备功率
感应加热需要计算的功率有：发电机输出功率；工件加热所需总功率；输入到工件的单位表面功率。
①加热工件单位表面功率的确定：单位表面功率是指被加热的工件单位面积上所需要的电功率，也称为比功率。单位表面功率P0愈大，加热速度愈快，淬硬层就愈浅，P0愈小，加热速度愈慢，可以得到较厚的加热层，因此，P0的选择实际是在电流频率选定之后，再根据淬硬层深度的要求来确定的，但其不确定的影响因素较多，一般用估算的方法求P0值，如采用同时加热方式并达到传导加热条件时，可用下式计算：
8 g1 V' ]# k+ V9 M$ i- u/ s$ k- b( VP0=5δ/tk(kW/mm2)
, d1 A' I, z& ftk——加热时间（秒）
" F- Y1 G3 M2 K/ G: o+ Y; k; F下表可供参考
# d2 C4 W: `# d5 y, Q+ m) J$ N$ e4 s        同时加热        连续加热
高频        0.5~2        1~3
6 |; t  @$ z, x7 Z3 ]0 [中频        0.5~2        0.8~2
②工件加热所需要的总功率：确定单位表面功率后，根据同时加热的总面积S（mm2）加热所需要的总功率P：
" a: @  q5 d- S/ H: w  yP=SP0
连续加热时，必须考虑到感应器的高度h(mm)，所以：
P=πDhP0
' `1 S% ~# K1 Q. W' N1 n! V7 i因为：h=tkV
V——工件与感应器相对移动速度（mm/s）
/ M5 G4 I; P6 B所以         P=πDtkVP0
" v# s; {" P+ v/ G# h4 i* v" o③设备必须输出的功率：在加热所需总功率的基础上，再将感应器的效率η感和淬火变压器的效率η变考虑进去，就可得到设备必须的输出功率P输，采用同时加热时：
! h4 R' V7 z3 Q3 T" vP输=SP0/η感η变
  a" ]# P& D! f采用连续加热时：
P输=πDtkVP0/η感η变
一般η感≈0.75~0.85      η变≈0.75~0.85

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层深与加热频率有关,高频淬即可,但时间还得通过试验确定.