感应淬火的原理是利用电磁感应、集肤效应、涡流以及电阻热等的电磁原理,让产件表层可以快速的增热,并且能够快速冷却的热处理工艺。
当感应增热表面淬火的时候,就可以将产件放在铜管制成的感应器内,然后当一定频率的交流电通过感应器的时候,处于交变磁场中的产件就将产生感应电流,而且由于集肤效应以及涡流的作用,在产件表层的高密度交流电就将产生的电阻热,能够迅速增热产件表层,而且将很快达到淬火温度,之后就将喷水冷却,这样的话产件表层被淬硬。
当感应增热的时候,通常产件截面上的感应电流的分布状态和电流频率有关。一般电流频率愈高的话,集肤效就将愈强,而感应电流集中的表层就将愈薄,这样下来的话增热层深度以及淬硬层深度也就将愈薄。所以我们可以通过调节电流频率来获取不同的淬硬层深度。
感应淬火的表面热处理一般是通过改变零件表层组织后获得的硬度很高的马氏体,所以保留了心部的韧性以及塑性,即采用的是表面淬火,或者将同时改变表层的化学成分,用来获得耐蚀、耐酸、耐碱性以及表面硬度比前者更高(即化学热处理)的方法。通常感应淬火的感应增热速度极快,甚至只需几秒或者十几秒。而且淬火层马氏体组织细小,同时机械性能也好。产件表面不将轻易氧化脱碳,同时变形也小,而且淬硬层深度容易控制,质量也稳定,操作简单,所以特别适合大批量生产。
感应淬火通常用被于中碳钢或者中碳低合金钢的产件,比如45、40Cr、40MnB等。当然也将用在高碳工具钢或者铸铁件。而当一般零件淬硬层深度约为半径的1/10时,就将得到强度、耐疲劳性和韧性的良好配合。但是感应增热表面淬火不合适用在形状复杂的产件,因为感应器制作困难。