感应加热：你想知道却不敢问的一切（2016年11月）
本月问题：过去几年里，我们一直使用一台30 kHz的设备对相对笔直的轴进行扫描淬火。我们新推出的部件有一个4.8毫米的径向台阶（锐利肩部），在尝试扫描淬火时该部位发生了熔化。我们听说单次感应淬火线圈可以减少肩部过热，同时仍能提供足够的淬硬效果，因此委托当地一家线圈制造商为我们制作了一个。 虽然拐角处的过热现象有所缓解，但现在淬火后工件的圆周表面硬度出现了4-6 HRC的波动。此前采用扫描淬火时并未出现这种情况。我们该如何解决这个问题？
回答：如果电感器/淬火设计合理且工艺配方得当，轴周向硬度不应出现如此大的波动。可能存在多种原因，其中最常见的两种将在下文讨论。
- 与热相关的因素。使用扫描线圈时，感应涡流呈环向流动，因此在加热过程的任何时刻都能产生非常均匀的温度分布。 仅在线圈端部的磁通边缘区域会出现轻微的温度波动。由于工件的旋转，这种影响在实际应用中可以忽略不计，通常能提供非常均匀的温度分布（假设工件上不存在槽、键槽、孔以及类似的几何不连续性）。与扫描式电感器不同，大多数单次加热式电感器产生的涡流主要沿轴向流动，而非周向流动。 因此，如果加热时间相对较短、线圈加热面较窄且旋转速度不足，则在淬火时可能会出现明显的、不均匀的周向温度分布。解决方案：在单次加热过程中提高旋转速度可能解决此问题。使用蛇形线圈也是另一种选择。
- 淬火相关因素。MIQ线圈通常与扫描淬火工艺配合使用，通常能提供足够均匀的周向淬火效果。扫描淬火中使用的淬火环/淬火桶/随动件也能产生相当均匀的淬火效果。使用单次感应器时，可能存在障碍，无法为喷淋淬火提供360°的覆盖范围。 在某些情况下，淬火仅从一侧进行，仅覆盖90°-120°的奥氏体化表面。这可能会导致明显的周向硬度偏差。解决方案：重新设计淬火装置，尽量覆盖尽可能大的表面。 此外，可尝试在淬火过程中调整转速（例如先提高25%，再降低25%），并比较结果。转速过低或过高都可能导致周向淬火不均匀。
瓦列里·鲁德涅夫博士，FASM
科技总监
Inductoheat Inc
www.inductoheat.com