选材对凸轮轴热处理组织性能的影响研究(5)
图1.2 感应加热设备
图1.3 感应加热设备
用途：锻前加热：应用于齿轮、齿圈、半轴连杆、轴承、卸扣、索具等产品锻前加热工艺；在线加热：管道防腐喷涂、棒料蓝脆下料、钢(丝)管在线调质等工艺；局部加热：U型栓折弯、滚筒热装配、钢管弯管等生产加热工序
感应加热设备频率的选择 ,根据集肤效应，工程上规定当Ix降至I0 的 1/e=0.368 （e=2.718）处的电流深度为电流透入深度，用δ表示，在钢铁材料中，热态电流的透入深度比冷态电流透人深度大几十倍，钢铁材料在800~900℃范围内的透入电流深度为：
感应加热时，频率越高，电流透入深度δ热越小，则淬硬层深度χ也越浅。反之，加热设备频率f 越小，δ热越大.则χ越深。如果δ热<<χ，加热时热量只集中于表层，要靠热传导传热，加热速度慢，生产率低，过渡层大，但设备功率可以小。如果δ热≥χ，加热快，表面辐射损失小,过渡层浅，根据经验，设备频率应在一定的范围之内，即
额定功率、输出功率和总功率等。在这里给出工件单位面积功率 的概念，其表达式为：
式中：P—设备的总功率(kw) ；
η —设备的效率(%)；
F —工件的加热面积( ) 。
工件单位面积功率是计算工件加热总功率和选择设备的依据。它与淬硬层深度、工件大小、加热时间、电流频率和加热方式等因素有关，其大小直接影响工件的加热速度和淬硬层深度，对尺寸较小的工件，宜采用单位面积
感应加热[12]设备的选择
1） 被加热的工件形状和尺寸
工件大、棒料、实材，应选用相对功率大，频率低的感应加热设备；工件小、管材、板材、齿轮等，则选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
2） 需要加热的深度和面积
加热深度深，面积大，整体加热，应选用功率大，频率低的感应加热设备；加热深度浅，面积小，局部加热，选用相对功率小，频率高的感应加热设备。
3） 所需的加热速度
需要的加热速度快，应选用功率相对较大，频率相对较高的感应加热设备。
4）设备的连续工作时间
连续工作时间长，相对选用功率略大的感应加热设备。
5）感应部件与设备的连线距离
连线长，甚至需要使用水冷电缆连接，应相对选用功率较大的感应加热设备。
6）工艺要求
一般来说，淬火、焊接等工艺[13]，相对可以功率选小一些，频率选高一些；退火、回火等工艺，相对功率选大一些，频率选低一些；红冲、热煅、熔炼等，需要透热效果好的工艺，则功率应选得更大，频率选得更低。
7）工件的材料
金属材料中熔点高的相对选用功率大一些，熔点低的相对选用功率小一些；电阻率小的选用功率大一些，电阻率大的选用功率小一些。等等。
以上这些基本知识，必须综合分析和应用，才能用的好，用的巧，用的自如。这不但是每个感应加热设备的专业技术人员必须掌握的，也需要使用者、欲用者尽量了解和掌握的。
热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备。
1.5 选题的目的与意义
凸轮轴是柴油机的重要传动件之一，由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火，目的是提高这些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力。在汽车制造中有200多种，近50%重量的零件采用感应加热淬火，例如曲轴、半轴、凸轮轴、刹车凸轮、转向节、变速导块槽口、气门调整螺栓，进排气阀端头、球头肖等。通过选题的研究，可以了解凸轮轴的结构、工作服役情况及性能要求等；20Cr和50Mn[14]对凸轮轴热处理工艺的影响，熟悉感应热处理工艺参数、组织、性能，提高分析问题、解决问题的能力，明确针对不同的凸轮轴零件，选用不同的材料及其热处理工艺，可以达到降低生产成本，提高经济效益的目的。