（1）加工難點

馬氏體不銹鋼工件內(nèi)孔高頻表面淬火采用同時加熱的方式，其加工難點在于不銹鋼材質和內(nèi)孔表面淬火。

高頻感應加熱過程中，溫度超過材料失磁點（鋼鐵材料失磁點溫度一般在700～800℃）時，材料電磁感應能力降低，加熱速度下降數(shù)倍，進一步加熱困難。而不銹鋼熱處理溫度高，均在1000℃以上，加熱到材料的淬火溫度難度更大。另一方面，由于其熱處理溫度高，接近材料的熔點，雖然失磁點以上加熱速度降低，但較常規(guī)熱處理加熱速度仍很快，又難以控制，存在發(fā)生零件表面過熱熔融的風險。

環(huán)狀效應是感應加熱的三大效應之一，也是造成內(nèi)孔加熱困難的原因所在。即使用感應圈對工件進行加熱時，通過感應圈的電流集中在感應圈的內(nèi)側表面。加熱工件外圓表面時，感應圈內(nèi)側表面與工件外側表面相對應，有利于工件的加熱，而加熱工件內(nèi)孔表面時，方向則正好相反，會使感應器的電效率顯著降低，不利于工件的加熱。而且，進行內(nèi)孔感應淬火時，加熱面在工件內(nèi)部，操作者從外部不易直接觀測，一定程度上增加了操作困難。

某產(chǎn)品球面軸承（見圖1）要求sf28mm球面淬火，材料為馬氏體不銹鋼20Cr13，淬火硬度要求35～45HRC。該工件除上述加熱難點外，其加熱面為球面，而不是直通內(nèi)孔，必然造成感應器與工件加熱面的間隙增大，進一步降低了電效率。通常進行內(nèi)孔高頻淬火，為克服環(huán)狀效應對工件加熱的不利影響，采用在感應器上設置導磁體，以改變磁場的分布，迫使電流向接近于工件所需加熱的表面分布，從而改善加熱效果。但該工件內(nèi)孔較小，去掉感應器與工件之間的間隙距離以及感應器自身尺寸，感應器內(nèi)徑在13mm以下，無法加裝導磁體。對該工件的感應淬火只能通過優(yōu)化工藝參數(shù)、改進加熱過程以最大限度發(fā)揮設備能力的方法。

（2）淬火工藝方案

淬火工藝方案包括加熱時間、淬火溫度、淬火介質。

許多人認為，高頻感應淬火都屬于瞬時加熱，可以在短短幾秒內(nèi)達到淬火溫度，這種認識反映的是普遍情況，卻是不全面的。有些情況下，加熱速度會慢一些，而在一些特殊情況下，通過降低電壓輸出等手段，減慢零件的加熱速度，可以滿足一些特殊工件或特殊技術要求的需要。對于該工件來說，由于諸多不利因素的存在，快速加熱是不現(xiàn)實的，考慮目測溫度變化的需要和防止過熱甚至表面熔融現(xiàn)象的發(fā)生，以保證淬火質量，必須立足于較慢的加熱速度。加熱速度過慢則將失去表面淬火的優(yōu)勢，還會因熱傳導使淬硬層過大。實踐證明，將該工件的加熱時間控制在2.5～3min之間較為適宜。

工件的淬火溫度應根據(jù)鋼種、原始組織及在相變區(qū)的加熱速度來確定，鋼種和原始組織一定的條件下，淬火溫度主要由加熱速度決定。加熱速度越快，所需的淬火溫度越高，高頻淬火加熱速度遠高于常規(guī)熱處理，因此，高頻淬火溫度普遍高于常規(guī)熱處理淬火溫度。球面軸承由于各種原因，加熱存在諸多困難，淬火溫度不宜過高，淬火溫度越高，實現(xiàn)難度越大，這也是選擇較慢加熱速度的原因之一。雖然選擇了較慢的加熱速度，但仍屬快速加熱，再考慮較慢的加熱速度意味著奧氏體化時間較快速加熱長。經(jīng)過對多種因素的綜合分析，淬火溫度應與常規(guī)熱處理相當或略高。

馬氏體不銹鋼淬透性好，工件尺寸不是很大時，空冷即可完全淬透。球面軸承有效厚度不足10mm，且又是表面淬火，理論上應選擇空冷淬火。同時，考慮到淬火溫度選擇較低的特殊情況，為保證工件淬火效果，滿足硬度要求，空冷淬火不可避免地存在一定不確定因素，選擇冷卻速度較快的淬火介質、彌補淬火溫度較低的可能缺陷就成為必然選擇。油冷卻速度明顯好于空冷，在各類淬火介質中屬于較慢的一種，工件加熱到淬火溫度后立即浸油淬火即可達到淬火效果。較慢的冷卻速度又不致產(chǎn)生裂紋等缺陷，穩(wěn)定而有效地滿足技術要求。

（3）實際效果

按上述方案對球面軸承進行淬火后，球面硬度在45HRC以上，經(jīng)過480℃回火，硬度仍穩(wěn)定在40HRC以上，且每一工件及工件各部位硬度分布均勻穩(wěn)定，說明工件充分達到了淬火要求。該工件的淬火成功，為加熱難度較大的不銹鋼工件及內(nèi)孔的表面淬火提供了有益的參考。

高頻感應淬火設備進行局部加熱時需要注意產(chǎn)品定位

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