感应热处理的前史、现状与展开 ——感应热处理技能路线图 沈庆通 教授级高级工程师 朱会文 高级工程师 一、前史回忆 1.感应加热的展开前史 1831年，法拉第(Michael Faraday)发现了电磁感应加热现象。1868年，福考特提出了涡流理 论。1890年瑞典技能人员发明晰榜首台感应熔炼炉：开槽式有芯炉。1916年，美国人发明晰闭槽 有芯炉，用于熔炼金属。1930年，前苏联研发成高频感应炉。1935年前苏联对曲轴的轴颈进行感 应加热淬火；与此同时，美国俄亥俄州曲轴工厂为进步曲轴轴颈的耐磨性，亦研发了曲轴淬火机 床。国际上曾经苏联和美国为代表的工业化国家将感应加热技能成功地运用于机械工业的热处理 范畴。 这以后，感应加热淬火被广泛地运用于轿车、铁路、机床、轴承制作等各个职业。1957年，美 国研发出作为电力电子器材里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技能的开端，也引发了感应加 热技能的革新；1964年，用于逆变器的晶闸管面世；1966年，瑞士和西德首要运用晶闸管研发感 应加热设备，从此感应加热技能开端飞速展开；1969年，榜首台540Hz全固态电源建成；1972年， 榜首台50kHz全固态电源建成；1973年，LED确诊操控屏用于毛病显现；1974年，电源设备的冷却 体系改善，可见的排出水被流量计及压力表所替代，榜首台压力闭路循环冷却体系运用于整个感 应加热体系的冷却；1978年，榜首台功率为97%全固态电源面世；1980年，工业发达国家根本筛选 了机式发电机及倍频器；20世纪80年代后，电力电子器材再次快速展开， MOSFET、IGBT等器材相 继呈现。感应加热设备也逐步摒弃晶闸管，开端选用这些新器材。现在比较常用的是IGBT和MOSFET， IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。 感应热处理具有节能、快速和清洁等长处，契合牢靠(Sure)、安全(Safe)、节省(Saving)的 三S规范，也契合低温(Cool)、洁净(Clean)、安静(Calm)的三C规范，对同一种标准大批量零件进 行感应淬火，便于实施机械化、自动化操作和在线出产，出产功率高，因而感应热处理在机械制 造业中得到了广泛运用。 跟着感应热处理运用规模的扩展，火焰表面淬火根本被感应淬火替代，一些零件的气体渗碳 与碳氮共渗工艺被感应热处理替代，近年来感应热处理应又被运用于零件的调质处理。对感应淬 火零件功能的要求，从单纯进步耐磨性展开为进步淬火零件的抗弯、抗扭及疲劳强度。 以美国为例，20世纪70年代感应热处理零件量占整个热处理零件量的15％，到20世纪末，感 应热处理零件量占整个热处理零件量上升到35％。 2.我国感应热处理技能的展开的四个阶段 改革开放前：全面引入前苏联技能阶段；自给自足阶段； 改革开放后：快速展开阶段；其时自主立异阶段。 （1）全面引入前苏联技能阶段 建国初期，前苏联援建我国的156个重大项目，触及其时中 国整个工业体系的各个方面，参与援建的工程技能人员达18000人。协助了我国开端走上工业化的 路途。援华项目的企业规划材猜中包含了工艺、设备等体系的相关技能。我国感应热处理技能就 是从20世纪的50年代在洛阳拖拉机厂、长春榜首轿车制作厂、沈阳第二机床厂（中捷友谊厂）为 代表的企业打下根底开端起步的。 学术作品方面：全面研讨及参阅了В.П.ВОЛОГДЕН、М.Г.ЛОЗ.ИНСКИЙ、И.Н.КИДИН、 К.З.ШЕПЕЛЯКОВСКИЙ等作品的关于电磁感应、高能密度下相变、显微安排改变、剩余应力等 学术理论。此外前苏联高频电流科学研讨所等科研人员编制了《钢铁感应加热》、《感应热透在 工业中的运用》、《感应加热钎焊》、《高频淬火》、《淬火感应器》、《淬火机床与感应加热 器》、《淬火机床》、《表面淬火质量检验》、《高频电场中的加热》、《高频加热淬火制件的 安排与功能》、《高频加热的物理根底》、《高频加热用变压器》、《高频加热用发电机》、《高 频加热用外表和测量方法》、《钢的感应加热热处理特色》等高频丛书，有高频丛书对企业工程 技能人员进步专业常识起到重要作用。 请前苏联专家举行高频训练班，1956年4月，榜首机械工业部(简称一机部)在上海归纳工业研 究所举行了高频训练班，请前苏联高频专家达许凯维奇(八A山K H B H H H.日.)作了两个月的培 训讲课，完整地教学了感应加热原理、工艺与设备常识。“高频训练班”共训练了40多名工厂专业 高频技能人员。 应热处理工艺方面：载重轿车、履带拖拉机、车钻床上很多感应淬火件的感应热处理工艺是 从那时开端选用前苏联对口工厂工艺的，先进的自回火工艺也是从那时开端运用于曲轴、凸轮轴 等零件上的。 感应加热电源与部件方面：1958年我国开端出产高、中频电源（天津播送器材厂、北京播送 器材厂出产高频电源，湘潭电机厂、锦州重生电炉厂出产中频发电机）；与电热电容器（西安电 容器厂），这以后又出产中频变压器，供给国内新工厂运用，其技能来自前苏联。 （2）自给自足阶段 1960年后，我国工业建造进入自给自足阶段。 阶段的展开：能够二汽建厂为比如。工厂规划、配备规划、制作（30多套感应热处理成套设 备）悉数由国内规划院、一汽高频室、湘潭电机厂与鄂城通用机械厂完结。 感应淬火工艺：机床制作业、轿车、拖拉机制作业等均自行规划感应淬火件的工艺，并且在 低淬透性钢齿轮淬火等研讨与运用上获得发展。其时上海机械厂（后称上海热处理厂）在感应淬 火工艺运用上如齿轮、丝杠调质、感应器涂珐琅等均有许多新发明，在推行用中碳钢感应淬火代 替调质与与渗碳工艺方面，以轿车热处理件为例，感应热处理件的数量与千克重不断添加，一汽 开端出产时（1957年）解放车只31种，148.5kg感应淬火件，到80年代，CA141轿车的感应淬火件 已扩展到52种，重245kg，数量为本来的167%，分量为本来的l65%。春风牌轿车上感应热处理零件 则已占悉数热处理零件分量的62%以上。铁道部金化所展开了钢轨端头感应淬火工