现代感应热处理技术PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 感应加热的发展历史 1

1.2 我国感应热处理技术发展的四个阶段 2

1.3 感应热处理的优点及其局限性 3

1.4 感应热处理在工业中的应用 4

第2章 现代感应加热电源 6

2.1 概述 6

2.2 晶闸管（SCR）中频电源 9

2.2.1 普通型晶闸管 10

2.2.2 晶闸管的一些派生器件 13

2.2.3 电力半导体模块 14

2.2.4 晶闸管（SCR）中频感应加热电源 15

2.2.5 现代中频感应加热电源的整流器 23

2.3 MOSFET高频电源 28

2.3.1 MOSFET的特性及参数 28

2.3.2 MOSFET高频逆变器 30

2.4 IGBT超音频及高频电源 32

2.4.1 IGBT的特性及参数 32

2.4.2 ICBT超音频逆变器 34

2.4.3 MOSFET与IGBT逆变电源的谐振电容器 40

2.4.4 （全）固态感应加热电源 43

2.4.5 晶闸管（SCR）、IGBT、MOSFET感应加热电源的调功方法 45

2.5 真空管（电子管）高频感应加热电源 46

2.5.1 真空管高频感应加热电源的组成 47

2.5.2 三相交流调压器 48

2.5.3 高压硅堆三相整流器 50

2.5.4 真空管高频振荡器 51

2.5.5 老式真空管高频感应加热装置的技术改造 54

2.5.6 真空管高频感应加热设备的安装、调试与维护 54

2.6 感应加热电源的发展现状与发展趋势 57

2.6.1 感应加热电源的发展现状 57

2.6.2 感应加热电源的发展趋势 58

第3章 感应加热电源的选择 60

3.1 电流频率的选择 60

3.2 加热功率的选择 65

3.3 感应热处理节能及应用实例 69

3.3.1 我国对感应淬火件的电耗规定值 69

3.3.2 感应热处理节能措施 70

3.3.3 感应热处理节能实例 70

第4章 感应淬火机床与淬火夹具 75

4.1 感应淬火机床的特点 75

4.2 感应淬火机床主要功能的确定 75

4.3 通用型感应淬火机床的发展趋势与典型结构 79

4.3.1 MTV-1000型通用淬火机床 79

4.3.2 变压器升降的UM-1000通用型淬火机床 79

4.3.3 紧凑结构的立式感应淬火装置 81

4.3.4 GCHB双工位数控通用立式淬火机床 82

4.3.5 GCLH系列数控通用立式淬火机床 83

4.3.6 变压器升降式立式淬火机床 84

4.3.7 大型立式淬火机床 84

4.4 专用感应淬火机床 85

4.4.1 曲轴感应淬火机床 85

4.4.2 凸轮轴感应淬火机床 94

4.4.3 半轴感应淬火机床 98

4.4.4 链轨节淬火机床 103

4.4.5 销套淬火机床 106

4.4.6 驱动轮淬火机床 108

4.4.7 导向轮淬火机床 109

4.4.8 履带销扫描淬火机床 109

4.4.9 齿轮埋油淬火机床 111

4.4.10 油层下感应淬火机床 112

4.4.11 托带轮和支重轮淬火机床 113

4.4.12 缝纫机针杆高频感应淬火机床 114

4.4.13 螺钉头全自动感应淬火机床 115

4.4.14 气门摇臂感应淬火机床 115

4.4.15 气门杆端淬火机床 117

4.4.16 减振器连杆感应淬火回火自动机床 118

4.4.17 锭杆感应淬火机床 118

4.4.18 滚珠丝杠感应淬火机床 119

4.4.19 钟形壳全自动淬火机床 121

4.4.20 导轨及直线导轨感应淬火机床 122

4.4.21 国产曲轴淬火机床及生产线 123

4.4.22 冷轧辊双频感应淬火机床 126

4.4.23 大直径冠齿轮一次加热淬火机床 127

4.4.24 大直径内齿整体加热淬火机床 128

4.4.25 双负载齿轮扫描淬火机床 128

4.5 感应热处理生产线 129

4.5.1 族类零件淬火机床和CVJ钟形壳生产线 129

4.5.2 驱动轴感应淬火生产线 132

4.5.3 PC钢筋热处理生产线 133

4.5.4 双频齿轮感应淬火生产线 135

4.6 感应淬火夹具 137

4.7 机器人在感应淬火机床上的应用 141

第5章 感应淬火机床的主要部件与监控仪器 142

5.1 中频感应淬火变压器 142

5.2 电热电容器 150

5.3 流量监控仪（流量表与流量开关） 153

5.4 能量监控器与质量监控系统 154

5.5 接地故障断流器 157

5.6 功率分配器 158

5.7 淬火冷却介质管路的控制器件及连接件 158

5.8 淬火机床常用控制系统 161

5.9 测温仪表 162

5.10 折光仪 164

5.11 高精度电感仪 164

第6章 感应加热装置的辅助设备 165

6.1 感应加热设备冷却水系统 165

6.1.1 感应加热电器部件的冷却水质量标准 165

6.1.2 循环系统监控器件与材料的改进 168

6.1.3 采用换热器降低软水的温度 168

6.1.4 典型的配有换热器的冷却水循环系统 168

6.2 淬火冷却介质循环冷却系统 170

6.3 淬火机床的排油烟系统 172

6.4 用机械手或机器人装卸工件 172

6.5 矫正辊与防弯曲变形装置 173

第7章 表面淬火用感应器 175

7.1 表面淬火感应器的设计概念与要求 175

7.1.1 感应器设计要求 176

7.1.2 感应器设计的理论与法则 177

7.1.3 感应器的结构设计 178

7.1.4 提高感应器效率的途径 185

7.2 高频感应淬火感应器的典型结构 191

7.2.1 利用电流途径的蜗杆一次加热感应器 191

7.2.2 利用邻近效应的凹槽侧加热感应器 191

7.2.3 内孔加热感应器 191

7.2.4 端面加热感应器 192

7.2.5 双端面加热感应器 192

7.2.6 法兰端面与圆柱面均能加热淬火的扫描加热感应器 193

7.2.7 盘状多匝感应器 193

7.2.8 分支返回型感应器 193

7.2.9 螺管线圈加热气门端头感应器 195

7.2.10 机床导轨等平面扫描淬火感应器 195

7.2.11 缸套内孔加热扫描淬火感应器 195

7.2.12 斜圈式感应器 196

7.3 中频感应淬火感应器的典型结构 197

7.3.1 半环形曲轴感应器 197

7.3.2 纵向加热的轴类半环形感应器 197

7.3.3 凸轮轴淬火感应器 198

7.3.4 缸套内表面淬火感应器 199

7.3.5 短圆柱体加热感应器 199

7.3.6 钟形壳花键部加热感应器 199

7.3.7 钟形壳内球道感应器 201

7.3.8 三柱滑套内孔加热感应器 202

7.3.9 半轴扫描淬火感应器 202

7.3.10 半轴一次加热感应器 203

7.3.11 带定位夹具的销子感应器 204

7.3.12 多层多匝感应器 204

7.3.13 钢管内孔扫描淬火感应器 205

7.3.14 纵向电流加热的支重轮感应器 206

7.4 集流器与磁通截留器在感应器上的应用 207

7.4.1 集流器的主要功能 207

7.4.2 典型集流器的结构 208

7.4.3 集流器设计中的注意事项 212

7.4.4 磁通截留器的结构与作用 212

7.5 强力感应器与导磁体 213

7.5.1 强力感应器 213

7.5.2 导磁体的应用与发展 216

7.6 感应器快换夹头 220

7.7 感应器制造用材料 222

7.7.1 导电部分材料 222

7.7.2 非导电部分的金属材料 224

7.7.3 感应器用绝缘材料 225

7.7.4 感应器用特殊材料 227

7.7.5 感应器用导磁体 227

7.7.6 感应器用软管 228

7.8 感应器制造技术 228

7.8.1 不同坯料制成的高、中频感应器 228

7.8.2 零件制造与组装 229

7.8.3 制造用的模具 229

7.8.4 检验夹具 231

7.8.5 钢丝螺套在感应器组装中的应用 232

7.8.6 感应器的钎焊 232

7.9 感应器的质量检验 233

7.10 感应器的使用与维护 234

7.10.1 感应器的使用寿命 235

7.10.2 半环形曲轴感应器常见加热线圈的损坏形式 236

7.10.3 线圈变形的防止 238

7.10.4 接触板烧伤与偏接触 238

7.10.5 导电板间短路和线圈匝间短路 239

7.10.6 导磁体的镶装技术与失效分析 240

7.10.7 定位块螺钉松动 242

7.10.8 内孔感应器的使用与维护 243

第8章 感应淬火成套设备的组成与布置 244

8.1 感应加热电源的布置 244

8.1.1 电子管式高频电源的布置要求 244

8.1.2 晶闸管与晶体管电源及成套感应淬火设备 245

8.2 高、中频供电电缆与母线 250

8.2.1 中频电缆的布线 250

8.2.2 中频同轴电缆 250

8.2.3 高、中频供电母线 253

8.3 感应加热设备上、下水及水循环系统设计布置时的注意事项 253

8.3.1 工业用水或自来水不同管径的耗水量 254

8.3.2 设备冷却水的水量计算和温度控制 254

8.3.3 冷却水系统换热器的换热量 255

8.3.4 对淬火槽和相关管路的要求 257

8.3.5 工业用水的蒸发冷却系统 257

8.3.6 软水循环水系统 258

8.3.7 淬火槽的布置 258

8.4 国内外典型感应淬火设备及选用 258

第9章 感应热处理工艺 264

9.1 感应淬火工艺的方式 264

9.2 感应淬火常用的淬火冷却介质 267

9.3 回火 270

9.4 感应退火或正火 273

9.5 感应热处理件的技术要求 274

9.5.1 感应淬火的目的 274

9.5.2 感应淬火与渗碳淬火技术要求的差别 275

9.5.3 感应淬火件的硬度 276

9.5.4 感应淬火件的淬硬区 277

9.5.5 感应淬火件的硬化层深度 277

9.6 感应淬火件的设计要素与工艺性 281

9.7 感应热处理的工艺调整 284

9.7.1 电规范调整 285

9.7.2 热处理规范调整 292

9.8 感应淬火件的质量检验 296

9.9 感应淬火件常见淬火缺陷及其防止措施 302

9.9.1 表面淬火后硬度不够 302

9.9.2 硬化层剥落、崩落及边棱开裂、掉圈 303

9.9.3 感应淬火件的淬火裂纹 304

9.9.4 感应淬火件的变形与减少变形的措施 307

9.9.5 感应淬火件表面局部烧熔 309

9.10 典型感应淬火件的感应淬火工艺 309

9.10.1 曲轴颈圆角淬火与柔性曲轴淬火机床 309

9.10.2 凸轮轴感应淬火工艺 311

9.10.3 气缸套感应淬火工艺与质量问题 313

9.10.4 飞轮齿圈感应淬火工艺与质量 316

9.10.5 半轴感应淬火工艺 319

9.10.6 等速万向节钟形壳感应淬火工艺与质量 321

9.10.7 大回转支承滚道的淬火 323

9.10.8 转向齿条导电或感应淬火回火 324

第10章 感应热处理技术开发 326

10.1 可控淬透性钢的整体加热表面淬火 326

10.2 曲轴颈感应淬火与回火工艺 327

10.2.1 固定式曲轴颈感应淬火与回火工艺 327

10.2.2 曲轴颈旋转感应淬火新工艺的研发 330

10.3 用旋转感应器进行内孔淬火 331

10.3.1 旋转式的变压器感应器组 331

10.3.2 气缸盖阀座双工位旋转加热变压器感应器组 333

10.3.3 现代旋转感应器 333

10.4 螺旋弹簧感应淬火 334

10.5 大功率脉冲感应淬火 335

10.6 超高频脉冲感应淬火 336

10.7 计算机模拟在感应加热中的应用 338

10.7.1 感应加热计算机模拟的特点及过程 338

10.7.2 感应加热计算机模拟软件 339

10.7.3 计算机模拟实例 340

10.8 齿轮双频感应淬火 344

10.8.1 齿轮双频感应淬火的挑战 344

10.8.2 齿轮双频感应淬火试验与对比 345

10.8.3 现代化的齿轮双频感应淬火法 347

10.8.4 齿轮双频感应淬火的工业应用 348

10.9 中碳钢齿轮感应淬火代渗碳齿轮淬火 349

10.10 感应加热模压淬火 350

10.11 弹簧钢丝感应热处理 352

10.12 数字化IGBT感应加热电源 354

10.13 感应器设计与制造新技术 355

附录 358

附录A 感应加热的常用术语 358

附录B 感应淬火用钢铁材料 360

附录C 常用高频导磁体规格 367

附录D 可加工导磁体选择准则 369

附录E 感应加热常用图表 370

参考文献 374