什么是电解加热淬火?有什么用?

电解液加热表面淬火是在电解液上施加高压(150~300V)的直流电,由于电离而导电,负极释放氢气,正极释放氧气。氢在负极周围形成一层气体膜,其电阻很大。当电流通过时,会产生大量的热量来加热负极。淬火时,浸在电解液中的工件接负极,液槽接正极。接通电源,工件无人部分加热(淬火温度可在5~10s内达到)。停电后可以在电解液中冷却,也可以取出放入单独的淬火槽中冷却。适用于表面淬火的电解质有很多,其中以5%~18%的W(碳酸钠)水溶液应用最为广泛,温度不能超过60℃,否则氢膜不稳定,影响加热效果。工件的边角和尖锐部位容易过热,要用耐火材料保温。工件的端面通常是绝缘的,以避免过热。电解液表面淬火最适用于杆状工件、轮辋或板状工件。

表面淬火的目的是获得高硬度、高耐磨性的表面,而芯部仍保持原有的良好韧性,常用于机床主轴、齿轮、发动机曲轴等。表面淬火是一种局部淬火方法,使钢件表层硬化到一定深度,而核心部分保持未淬火状态。表面淬火时,将钢件表面快速加热到淬火温度,在热量到达工件中心之前立即冷却,实现局部淬火。感应加热表面淬火是在感应线圈中通入一定频率的交流电(包括高频、中频和工频),使感应线圈周围产生同频率的交变磁场,置于磁场中的工件会产生与感应线圈同频率、方向相反的感应电流。这种电流叫做涡流。由于集肤效应,涡流主要集中在工件表面。涡流产生的电阻热迅速将工件表层加热到淬火温度,然后向工件喷水,使工件表层硬化。

它的加热速度极快,通常只有几秒钟。

实际应用中的电流频率范围从50Hz到500KHz。其中50Hz到10KHz为中频,主要是可控硅(晶闸管),用于深层硬化,如轧辊;10KHz到50KHz,是超级音频,主要是IGBT,应用范围最广;50KHz以上称为高频,应用于精细零件的加工,主要是电子管,有用的MOS管。

目前IGBT在中国的发展势头比较强劲,尤其是第二代IGBT感应电源和第三代IGBT感应电源。频率范围涵盖中频、超音频、高频,最高可达200KHz。IGBT以其稳定的性能而闻名。