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感应淬火和两种硬化深度无损检测方法

感应淬火

  火焰硬化期间的火焰通常会导致较大的热影响区。对于较小的几何形状，这可能导致整个横截面发生意外的完全硬化。为了甚至仅在十分之几毫米的范围内在表面上硬化这种薄壁工件，可以使用所谓的感应淬火。
  感应淬火的原理基于感应效应，该效应也用于电磁炉或变压器中。在适合待硬化工件形状的铜制工具电极（“初级线圈”）中产生高频交流电。这进而导致电极周围的磁场不断变化，该磁场会渗透到相邻的工件中，并由于感应效应而产生涡流（“次级线圈”）。这些高达每平方毫米数千安培的非常大的涡流会导致工件发热。
  热量主要在表面而不是材料内部产生，事实上是由于另一种物理现象，即所谓的集肤效应。导体横截面中的电流密度随直流电而恒定，而对于交流电，电流密度随外部区域频率的增加而增加，而内部区域则减小。工件中涡流的频率取决于电极（也称为电感器）中交流电的频率。这也导致对硬化深度的控制相对简单。频率越高，集肤效果越强，要硬化的层越薄。
  因此，要调节的频率取决于要达到的硬度层的厚度。在50 Hz的工作频率下，可以达到20 mm至10 mm的硬化深度。在从1kHz到大约10kHz的中频范围内，可以实现大约5到1mm的硬化深度。在高达几兆赫兹的高频范围内，甚至可以达到十分之几毫米的硬化深度。
  通过感应淬火，工件被感应的涡流加热。硬化深度由交流电的频率控制！
  通过感应淬火，奥氏体化的表面通常通过下游喷水淬火，然后与感应器一起均匀地拉过工件。 在只有非常低的硬化深度的情况下，也可以通过相对较冷的材料芯部进行淬火而无需浇水（自淬火）。因为在感应淬火过程中可以在表面获得非常高的硬度，所以可能会产生很高的残余应力。这可能需要随后在低温下回火。

  通常，感应淬火的加热时间比火焰淬火的加热时间要短得多，因为可以实现每平方厘米几千瓦的特定加热输出，每平方厘米大约大了10倍。这具有以下优点：缩放比例相对较低，并且相应地减少了后处理工作量。这也大大降低了感应淬火硬化变形的风险。
  另外，与火焰淬火硬化相比，感应淬火期间不产生（有毒）废气。感应淬火的另一个优点是，只要感应器适合工件，表面的加热就更均匀。这就需要事先付出大量的设计工具工作，以便感应淬火是经济的，尤其是在批量较大的自动化生产线中。由于高昂的电费，当只需要在工件上硬化很小的表面尺寸时，经济效率就会提高。

  感应淬火可以很容易地实现自动化，并且适用于复杂的几何形状，尤其是在批量生产中！结垢和淬火变形少于火焰淬火！

硬化深度测量的两种无损方法

  感应淬火是一个复杂的过程，需要定期验证外层硬壳深度（淬火硬化层厚度）和微观结构。过去，这种验证是通过破坏性测试来完成的，在该测试中将分析横截面。通过几次维氏硬度印象来测量表壳深度，并通过光学显微镜分析微观结构。

  通过获取几个维氏硬度压痕来分析硬化轮廓，从而能够确定以毫米为单位的表面深度。这是一种耗时的方法，大约需要6-8个小时才能执行，因此，像超声波和3MA检测技术这样的快速无损检测方法受到关注。

Fraunhofer超声反向散射无损检测技术 (UBT)

  很多用户已经发现，Fraunhofer超声后向散射测试（UBT）是分析感应淬火零件上的硬化层厚度/表面深度的可靠方法。然后，它将减少破坏性测试的数量，并很大程度上减少生产停止时间。

用Fraunhofer多通道检测系统对圆角区域感应淬火深度进行无损测量

NDT无损测量齿轮侧面的感应淬火深度

IZFP超声反向散射技术原理

Fraunhofer 3MA无损检测技术（微磁，多参数，微结构和应力分析）

  表面感应淬火工件的特别重要的质量特性是淬火深度，即感应淬火后的表面淬火深度（SHD）。另外，为了确保这种工件的质量，在表面和整个表面上的硬度和残余应力值，甚至在硬度和残余应力的深度分布图中都是重要的。经过适当的校准后，所有这些材料参数都可以通过3MA确定。对于所有感应淬火机制，3MA不仅可以确定淬火深度，而且还可以确定表面硬度，芯部硬度以及两者之间的硬度值。

  如果您对感应淬火质量，硬度测试，有效的淬火层深度测量等有疑问，上海量博经验丰富的客户服务团队将在工作时间内回答您有关我们产品，价格，订购和其他信息的问题。