答：接地：感應(yīng)加熱的接地不僅僅為了預(yù)防危險(xiǎn)，更重要的是防止高頻感應(yīng)干擾。
電波。接地的電阻越低越好，接地電阻＜4Ω。接地方法是使用銅板3mm×365mm×1200mm兩根相對(duì)立起間隔1～2m，埋設(shè)位置在設(shè)備柜子框架下方1.5～2.5m左右,在銅板接地附近混入木炭等導(dǎo)體，效果更好。
地基：設(shè)備的地基一般高于地面50～100mm,設(shè)備的供水、供電要有專用的地溝。地溝要設(shè)有排水口，防止地溝中積水。
配電：公共電網(wǎng)是三相四線制和三相五線制的要分清楚。
答：冷卻水要求≤35℃以下使用，PH值在5.6～8.5范圍，硬度≤60mg/L,電阻率＞4Ω/cm2，潔凈的水源即可以達(dá)到這個(gè)指標(biāo)。
用戶要為設(shè)備制作分水包、回水箱，保證設(shè)備的供回水正常工作；
分水包的進(jìn)出管路都要安裝閥門、壓力表，可根據(jù)需要調(diào)整供水量。
回水箱的回水管道的口徑要合理，一般選擇進(jìn)水口總和的2.5～4倍管徑，保證回水通暢。一般不要制作成封閉的回水箱，防止回水不暢。
不能將淬火冷卻水和淬火冷卻水公用一個(gè)管道或水池，防止淬火介質(zhì)中的雜質(zhì)混入冷卻管道，損害設(shè)備的元器件。
新型水溶性淬火介質(zhì)的冷卻水塔需要使用封閉型，防止淬火介質(zhì)的濃度過(guò)快的變化。
答：管道的安裝是水泵選擇離心泵，選擇規(guī)范見表2-7： 表2-7 選擇淬火液的水泵規(guī)格對(duì)照表 設(shè)備功率(KW) 10 30 60 100 150 200 250 400 500 水池容量 (m3) 5 10 15 25 30 40 50 60 70 水泵口徑/揚(yáng)程(φmm/m) 25/15 25/20 40/20 40/25 50/25 25/30 65/30 100/50 100/60 答：表面淬火是強(qiáng)化金屬材料表面的手段之一，凡能通過(guò)淬火進(jìn)行強(qiáng)化的金屬材料，原則上都可以進(jìn)行表面淬火。經(jīng)表面淬火的工件不僅提高了表面硬度、耐磨性，而且與經(jīng)過(guò)適當(dāng)預(yù)先熱處理的心部組織相配合，可以獲提良好的強(qiáng)韌性、高的疲勞強(qiáng)度。 1）感應(yīng)熱處理是熱處理工藝發(fā)展方向 ①表面淬火工藝時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化精確控制，工藝流程簡(jiǎn)單、可以完成淬火、回火工序，設(shè)備的機(jī)械化自動(dòng)化程度高，現(xiàn)代化的感應(yīng)淬火設(shè)備已經(jīng)安排在冷、熱加工生產(chǎn)線或自動(dòng)生產(chǎn)線中。因而有高的生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。 ②熱處理淬火強(qiáng)化效果顯著、熱處理變形小、減少后續(xù)加工余量，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。 2）感應(yīng)熱處理是最節(jié)能的熱處理方法 由于熱處理感應(yīng)設(shè)備的進(jìn)步，感應(yīng)熱處理的節(jié)能效果明顯，是最經(jīng)濟(jì)、最節(jié)能的熱處理方法。我國(guó)某地區(qū)單項(xiàng)熱處理工序能耗綜合測(cè)定結(jié)果，見表2-8。 高中頻感應(yīng)淬火的平均耗能數(shù)值只相當(dāng)于高溫回火的耗能數(shù)值，其余13項(xiàng)各種熱處理工藝的耗能數(shù)值是高中頻感應(yīng)淬火耗能數(shù)值的2～20倍。在熱處理生產(chǎn)中能耗占可變成本的80%，因此感應(yīng)熱處理節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分可觀的。 3）感應(yīng)加熱表面淬火的零件，淬火層能形成相當(dāng)大的殘余壓應(yīng)力，其最大值可達(dá)539～784MPa，實(shí)踐證明零件的疲勞強(qiáng)度與其表面壓應(yīng)力值有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即壓應(yīng)力大，疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命提高。現(xiàn)以解放牌汽車半軸為例，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的半軸表面殘余壓應(yīng)力是245～343MPa，中頻感應(yīng)淬火的半軸表面殘余壓應(yīng)力是343～539MPa，在扭矩7811k·m作用下，前者的疲勞扭轉(zhuǎn)壽命為（18.96～42.3)×104次，后者為（112～300)×104次，提高了6～7倍。前者的疲勞強(qiáng)度為162.68MPa，后者為311.64MPa，疲勞強(qiáng)度提高了92％。 故在生產(chǎn)上應(yīng)用極為廣泛。 4）感應(yīng)熱處理是清潔型熱處理：由于淬火介質(zhì)的發(fā)展，感應(yīng)淬火加熱可以不采用油類冷卻介質(zhì)，而使用水溶性介質(zhì)淬火，以及清水淬火、甚至風(fēng)冷淬火，可以達(dá)到無(wú)油煙的環(huán)境。 5）感應(yīng)熱處理可以實(shí)現(xiàn)局部熱處理，替代鹽浴爐局部淬火，減少污染，提高環(huán)境質(zhì)量。 答：①感應(yīng)加熱的原理是：電磁感應(yīng)、集膚效應(yīng)、熱傳導(dǎo)三個(gè)基本原則。 感應(yīng)加熱用一個(gè)模擬的單匝短路次級(jí)線圈來(lái)說(shuō)明。圖2-19以圓柱體加熱的方式為例，工件和感應(yīng)器的組合可以看作是一臺(tái)具有多匝初級(jí)線圈（感應(yīng)器線圈）和單匝短路次級(jí)線圈（圓柱體工件）的變壓器，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈彼此間由較小的空氣間隙隔開。通電時(shí)在工件內(nèi)將產(chǎn)生頻率相同、方向與感應(yīng)器中相反的感應(yīng)電流，即渦流。當(dāng)電流頻率較高時(shí)，由于表面效應(yīng)的作用使渦流集中在工件表面，產(chǎn)生“集膚效應(yīng)”。 圖2-20 感應(yīng)電流沿工件截面分布 I0—工件表面的電流密度 ⊿—電流的透入深度 感應(yīng)電流密度從加熱工件的表面至中心是逐漸降低的，而電流的頻率越高降低的比率也越大。電流密度的這種降低率也取決于被加熱材料的電阻率和相對(duì)導(dǎo)磁率兩個(gè)物理量。圖2-20=表示感應(yīng)電流的分布隨透入深度而變化以及控制電流分布的因素。電流密度大約降到表面電流密度值的三分之一處的深度即為“集膚深度”。 工程上規(guī)定，從表面到電流為 Io/e（e＝2.718）處的深度為電流透人深度△。 △＝ 5.30×104×，mm （2-11） 式中 f ——頻率，Hz； μ——工件材料的磁導(dǎo)率，H / m； ρ——工件材料的電阻率，Ω?cm。 經(jīng)計(jì)算證明：86.5％的熱量產(chǎn)生于深度為△的薄層內(nèi)。 ②感應(yīng)加熱的四個(gè)效應(yīng)和導(dǎo)磁體的“驅(qū)流”作用 1)表面效應(yīng)。當(dāng)交變電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流密度沿著導(dǎo)體截面的分布是不均勻的， 2）鄰近效應(yīng)。高頻電流通過(guò)兩個(gè)相鄰導(dǎo)體時(shí)，若電流方向相反，電流從兩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)流過(guò)；若電流方向相同，電流則從兩導(dǎo)體的外側(cè)流過(guò)。這種現(xiàn)象稱為鄰近效應(yīng)，如圖2-21a)所示。 3）環(huán)流效應(yīng)。高頻電流流過(guò)環(huán)形導(dǎo)體時(shí)，最大電流密度分布在環(huán)形導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象稱為環(huán)流效應(yīng)，如圖2-21b)所示。 4）尖角效應(yīng)。當(dāng)感應(yīng)器與工件之間的間隙相同時(shí)，工件的尖角處易集中磁感應(yīng)線，而使感應(yīng)電流密度過(guò)大，以致在工件的尖角處產(chǎn)生過(guò)燒，這種現(xiàn)象稱為尖角效應(yīng)。 5）導(dǎo)磁體的“驅(qū)流”作用。感應(yīng)加熱表面淬火時(shí)，環(huán)流效應(yīng)使高頻電流密集在感應(yīng)器內(nèi)側(cè)，對(duì)工件外表面的加熱有利。但對(duì)工件內(nèi)孔加熱時(shí)，感應(yīng)器的效率低，為此，往往在感應(yīng)器上放置導(dǎo)磁體，將電流“驅(qū)”向感應(yīng)器的外側(cè)，因此，導(dǎo)磁體的實(shí)質(zhì)是改變磁感應(yīng)線方向。 一般高頻常用的導(dǎo)磁體為鐵氧體，又稱為鐵淦氧磁體。中頻常用的導(dǎo)磁體為矽鋼片或軟鐵狀的導(dǎo)磁體。 圖2-21 高頻電流在導(dǎo)體內(nèi)的鄰近效應(yīng) a)相鄰導(dǎo)體電流走向相反，高頻電流沿內(nèi)側(cè)分布； b)相鄰導(dǎo)體由于間隙不同對(duì)鄰近效應(yīng)影響； c)相鄰導(dǎo)體電流走向相同，高頻電流沿外側(cè)分布； d)由于導(dǎo)體與工件不同心使加熱層不均勻 眾所周知，感應(yīng)加熱淬火就是利用電磁感應(yīng)在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流而將工件進(jìn)行快速加熱，而后急冷的淬火方法。感應(yīng)加熱淬火根據(jù)加熱頻率不同，可分為超高頻（27MHZ），高頻（200-250KHZ），中頻（2500-8000HZ）和工頻（50HZ）。由于電流頻率不同，加熱時(shí)感應(yīng)電流透人深度不同。使用高頻時(shí)，感應(yīng)電流透入深度很小（約0.5mm），主要用于小模數(shù)齒輪和小軸類零件的表面淬火；使用中頻時(shí)，感應(yīng)電流透人深度（約5～10 mm），主要用于中、小模數(shù)的齒輪、凸輪軸、曲軸的表面淬火；使用超高頻時(shí)，感應(yīng)電流透人深度極小，主要用于鋸齒、刀刃、薄件的表面淬火；使用工頻時(shí)，電流透人深度較大（超過(guò)10mm），主要用于冷軋輥表面淬火。 超音頻是頻率介于高頻和中頻之間的一個(gè)頻率稱謂。近年隨著感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展，超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備因其頻率的很好適應(yīng)性，已經(jīng)成為感應(yīng)加熱領(lǐng)域的主流頻率，本文主要介紹幾種超音頻加熱淬火實(shí)例。 1. 齒形高頻 如下圖1為所示例齒形零件，材料45#，產(chǎn)品厚度5mm，熱處理要求：齒部高頻硬度HRC35-42。 加熱設(shè)備采用超音頻淬火電流，感應(yīng)器設(shè)計(jì)如下圖2所示。 2. 孔高頻 如下圖3為所示例零件，材料為45#，產(chǎn)品厚度3mm，熱處理要求：大孔高頻硬度HRC37-43。 加熱設(shè)備采用超音頻淬火電流，感應(yīng)器設(shè)計(jì)如下圖4所示。 3. 平面高頻 如下圖5 為所示例零件，材料為45#，產(chǎn)品厚度3mm，熱處理要求：平面局部高頻硬度HRC45-54。 加熱設(shè)備采用超音頻淬火電流，感應(yīng)器設(shè)計(jì)如下圖6所示。 由于超音頻是頻率介于高頻和中頻之間，因此電流透人深度介于0.5mm~5mm之間，適用于中、小金屬件高頻淬火處理。以上示例如有不同意見歡迎交流指正。
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