现代感应热处理技术（第2版）

第2版前言
第1版前言
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
2.3MOSFET高频电源28
2.3.1MOSFET的特性及参数28
2.3.2MOSFET高频逆变器30
2.4IGBT超音频及高频电源32
2.4.1IGBT的特性及参数32
2.4.2ICBT超音频逆变器34
2.4.3MOSFET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
4.3.1MTV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
4.3.4GCHB双工位数控通用立式淬火机床82
4.3.5GCLH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
4.5.3PC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