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感應淬火和兩種硬化深度無損檢測方法

感應淬火

  火焰硬化期間的火焰通常會導致較大的熱影響區。對于較小的幾何形狀，這可能導致整個橫截面發生意外的完全硬化。為了甚至僅在十分之幾毫米的范圍內在表面上硬化這種薄壁工件，可以使用所謂的感應淬火。
  感應淬火的原理基于感應效應，該效應也用于電磁爐或變壓器中。在適合待硬化工件形狀的銅制工具電極（“初級線圈”）中產生高頻交流電。這進而導致電極周圍的磁場不斷變化，該磁場會滲透到相鄰的工件中，并由于感應效應而產生渦流（“次級線圈”）。這些高達每平方毫米數千安培的非常大的渦流會導致工件發熱。
  熱量主要在表面而不是材料內部產生，事實上是由于另一種物理現象，即所謂的集膚效應。導體橫截面中的電流密度隨直流電而恒定，而對于交流電，電流密度隨外部區域頻率的增加而增加，而內部區域則減小。工件中渦流的頻率取決于電極（也稱為電感器）中交流電的頻率。這也導致對硬化深度的控制相對簡單。頻率越高，集膚效果越強，要硬化的層越薄。
  因此，要調節的頻率取決于要達到的硬度層的厚度。在50 Hz的工作頻率下，可以達到20 mm至10 mm的硬化深度。在從1kHz到大約10kHz的中頻范圍內，可以實現大約5到1mm的硬化深度。在高達幾兆赫茲的高頻范圍內，甚至可以達到十分之幾毫米的硬化深度。
  通過感應淬火，工件被感應的渦流加熱。硬化深度由交流電的頻率控制！
  通過感應淬火，奧氏體化的表面通常通過下游噴水淬火，然后與感應器一起均勻地拉過工件。 在只有非常低的硬化深度的情況下，也可以通過相對較冷的材料芯部進行淬火而無需澆水（自淬火）。因為在感應淬火過程中可以在表面獲得非常高的硬度，所以可能會產生很高的殘余應力。這可能需要隨后在低溫下回火。

  通常，感應淬火的加熱時間比火焰淬火的加熱時間要短得多，因為可以實現每平方厘米幾千瓦的特定加熱輸出，每平方厘米大約大了10倍。這具有以下優點：縮放比例相對較低，并且相應地減少了后處理工作量。這也大大降低了感應淬火硬化變形的風險。
  另外，與火焰淬火硬化相比，感應淬火期間不產生（有毒）廢氣。感應淬火的另一個優點是，只要感應器適合工件，表面的加熱就更均勻。這就需要事先付出大量的設計工具工作，以便感應淬火是經濟的，尤其是在批量較大的自動化生產線中。由于高昂的電費，當只需要在工件上硬化很小的表面尺寸時，經濟效率就會提高。

  感應淬火可以很容易地實現自動化，并且適用于復雜的幾何形狀，尤其是在批量生產中！結垢和淬火變形少于火焰淬火！

硬化深度測量的兩種無損方法

   感應淬火是一個復雜的過程，需要定期驗證外層硬殼深度（淬火硬化層厚度）和微觀結構。過去，這種驗證是通過破壞性測試來完成的，在該測試中將分析橫截面。通過幾次維氏硬度印象來測量表殼深度，并通過光學顯微鏡分析微觀結構。

  通過獲取幾個維氏硬度壓痕來分析硬化輪廓，從而能夠確定以毫米為單位的表面深度。這是一種耗時的方法，大約需要6-8個小時才能執行，因此，像超聲波和3MA檢測技術這樣的快速無損檢測方法受到關注。

Fraunhofer超聲反向散射無損檢測技術 (UBT)

   很多用戶已經發現，Fraunhofer超聲后向散射測試（UBT）是分析感應淬火零件上的硬化層厚度/表面深度的可靠方法。然后，它將減少破壞性測試的數量，并很大程度上減少生產停止時間。

用Fraunhofer多通道檢測系統對圓角區域感應淬火深度進行無損測量

NDT無損測量齒輪側面的感應淬火深度

IZFP超聲反向散射技術原理

Fraunhofer 3MA無損檢測技術（微磁，多參數，微結構和應力分析）

  表面感應淬火工件的特別重要的質量特性是淬火深度，即感應淬火后的表面淬火深度（SHD）。另外，為了確保這種工件的質量，在表面和整個表面上的硬度和殘余應力值，甚至在硬度和殘余應力的深度分布圖中都是重要的。經過適當的校準后，所有這些材料參數都可以通過3MA確定。對于所有感應淬火機制，3MA不僅可以確定淬火深度，而且還可以確定表面硬度，芯部硬度以及兩者之間的硬度值。

   如果您對感應淬火質量，硬度測試，有效的淬火層深度測量等有疑問，上海量博經驗豐富的客戶服務團隊將在工作時間內回答您有關我們產品，價格，訂購和其他信息的問題。