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目 录1

工 艺 篇1

第一章 感应热处理的经济效果和加热原理3

1.1感应热处理是最节 能的热处理方法3

1.2感应热处理能提高零件的强度与寿命4

1.3感应加热原理4

1.4表面效应6

1.5邻近效应8

1.6圆环效应10

1.7导磁体的槽口效应11

1.8透入式加热和传导式加热12

第二章 感应加热的相变特点和淬火温度选择15

2.1感应加热时碳钢的相变15

2.1.1加热速度对临界点Ac1的影响15

2.1.2加热速度对临界点Ac3的影响16

2.1.3加热速度对临界点Acm的影响16

2.1.4奥氏体均匀化和奥氏体晶粒长大17

2.2合金结构钢感应加热的相变特点18

2.3原始组织对感应加热相变的影响19

2.4感应加热淬火温度的选择21

2.5感应加热零件截面上的温度分布和硬化层的金相组织22

第三章 感应热处理工艺规范制定27

3.1 电流频率的选择27

3.2 比功率的选择和同时加热淬火的最大面积30

3.3加热方法和加热参数的确定33

3.3.1同时加热淬火法33

3.3.2连续加热淬火法37

3.3.3纵向旋转加热整体淬火法38

3.4淬火介质的选用和冷却参数的确定41

3.4.1 自来水41

3.4.2聚乙烯醇合成淬火剂43

3.4.3聚醚（聚二醇）水溶液45

3.4.4冷却方式和冷却时间tc的选择47

3.5感应淬火零件的回火48

3.5.1炉中回火49

3.5.2自行回火50

3.5.3感应加热回火52

3.6感应热处理工艺规范制定53

3.6.1 中频同时加热淬火工艺规范制定54

3.6.2中频连续加热淬火工艺规范制定55

3.6.3高频同时加热淬火工艺规范制定57

第四章 感应淬火设备的工艺调整60

4.1中频淬火设备的工艺调整60

4.1.1 中频淬火变压器匝比N的选择60

4.1.2补偿电容量C的选择66

4.1.3调谐资料的扩大应用67

4.1.4影响淬火变压器匝比N值的各种因素73

4.1.5调谐过程和调谐状态的判断73

4.2高频淬火设备的工艺调整78

4.2.1三极管的放大作用78

4.2.2强功率高频发生器的典型电路82

4.2.3 L-C并联谐振电路的特性83

4.2.4高频振荡器的调整原理85

4.2.5高频设备的工艺调整88

第五章 感应淬火零件技术条件设计、淬火质量检验及淬火质量问题防治92

5.1汽车零件感应淬火技术条件设计92

5.1.1感应淬火零件的材料选择92

5.1.2感应淬火零件表面硬度及硬化层深度的选择94

5.1.3感应淬火硬化区域设计95

5.2.1淬火表面的直接观察99

5.2感应淬火零件的质量检验99

5.2.2表面浸蚀检验法100

5.2.3硬化层的宏观检验100

5.2.4表面硬度检验102

5.2.5硬化层深度测量和硬化层金相组织检验110

5.2.6感应淬火零件的表面缺陷检验126

5.3感应淬火零件的质量问题及其防治128

5.3.1零件结构或表面质量等因素导致的淬火裂纹128

5.3.2冷却条件不良造成的淬火裂纹133

5.3.3材料因素造成的淬火裂纹138

5.3.4感应淬火时原材料裂纹及折叠裂纹的表现和鉴别141

5.3.5感应淬火零件磨削裂纹的形态与鉴别144

5.3.6感应淬火零件的电击伤147

5.3.7感应淬火零件的硬度不足和软点问题148

第六章 汽车零件感应淬火技术151

6.1 曲轴感应淬火技术151

6.1.1分合式感应器淬火技术151

6.1.2半圈鞍式感应器淬火技术154

6.2半轴感应淬火技术158

6.2.1 圆环感应器连续淬火技术158

6.2.2半圈式感应器连续淬火技术161

6.2.3半轴整体表面加热淬火技术165

6.3凸轮轴感应淬火技术167

6.3.1 中型载重汽车凸轮轴感应淬火技术167

6.3.2八凸轮同时加热淬火技术174

6.4.1 凸轮全表面感应淬火技术176

6.4刹车凸轮感应淬火技术176

6.4.2凸轮两凸面局部同时淬火技术179

6.5转向节 感应淬火技术180

6.6变速导块槽口感应淬火技术182

6.6.1一来二往式槽口淬火感应器182

6.6.2四根平行导线式槽口淬火感应器183

6.6.3槽口内热式感应器184

6.7气门调整螺栓顶部感应淬火技术184

6.7.1折线式感应器淬火技术184

6.7.2四半圈夹缝式感应器淬火技术185

6.8进排气阀端头感应淬火技术185

6.8.1夹缝式感应器淬火技术185

6.8.2加导磁体式感应器淬火技术186

6.8.3串连回线式感应器淬火技术186

6.8.4 自身驱流式感应器淬火技术187

6.9起动机电枢轴感应淬火技术187

6.10同步器夹紧销感应淬火技术189

6.10.1连续淬火及同时淬火技术190

6.10.2集流器式感应器淬火技术191

6.11 转向节 球头支承感应淬火技术192

6.11.1全淬火面同时加热淬火技术192

6.11.2局部仿形感应器旋转加热淬火技术193

6.12球头销感应淬火技术194

6.12.1 中频同时加热淬火技术194

6.12.2轴线仿形式感应器淬火技术195

6.1 3几种小轴及突缘感应淬火技术196

6.13.1后钢板弹簧销感应淬火技术196

6.13.2变速叉轴感应淬火技术197

6.13.3减振器轴感应淬火技术198

6.13.4突缘感应淬火技术199

参考文献200

7.1.2晶闸管的工作原理205

7.1.1晶闸管的结构与符号205

7.1 晶闸管205

设 备 篇205

第七章 大功率电力器件205

7.1.3晶闸管的伏安特性206

7.1.4晶闸管的主要特性参数207

7.1.5晶闸管的型号209

7.2静电感应式晶体管（SIT）210

7.2.1 SIT系列晶体管210

7.2.2 SIT的驱动电路213

7.3.1 IGBT工作原理214

7.3绝缘门极晶体管（IGBT）214

7.3.2 IGBT的特性215

7.3.3 IGBT的驱动电路216

7.3.4 IGBT的保护217

7.4其它电力器件218

7.5新一代器件性能比较219

7.6 UZD系列高压硅整流器221

7.7.1振荡管的极限参数222

7.7真空三极管222

7.7.2对振荡管灯丝电压的要求224

7.7.3振荡管的冷却224

第八章 淬火变压器226

8.1中频淬火变压器226

8.1.1用途226

8.1.2工作原理226

8.1.3结构与分类226

8.1.4铁氧体中频淬火变压器设计234

8.2高频淬火变压器250

第九章 淬火负载与振荡电路252

9.1淬火负载252

9.2振荡电路253

9.2.1并联振荡电路253

9.2.2串联振荡电路255

10.1高频感应加热装置259

第十章 电子管式高频电源259

10.2振荡管阳极高压直流电流261

10.2.1高压硅整流器摘臂法调压261

10.2.2晶闸管交流调压263

10.3灯丝电源269

10.4电子管振荡器270

10.4.1 自给栅偏压的建立270

10.4.3测量电路271

10.4.2电子管振荡器的工作状态和阳极电流波形271

10.4.4振荡与停振电路273

10.4.5典型振荡电路分析274

10.5控制电路275

10.5.1对控制电路的基本要求275

10.5.2控制电路的动作顺序275

10.6设备的安装与调试276

10.6.1安装276

10.6.2调试279

10.7常见故障与修理282

第十一章 发电机式中频电源292

11.1中频发电机原理292

11.1.1感应加热淬火设备的组成292

11.1.2中频发电机的简单结构293

11.1.3中频发电机的工作原理294

11.1.4变频机型号及主要技术数据295

11.2中频发电机输出电压自动调节296

11.2.1 电动机的启动296

11.2.2发电机输出电压的自动调节297

11.2.3监测仪表和保护电路300

11.3中频发电机的工作特性300

11.4中频发电机的集中供电302

11.4.1发电机的并联运行302

11.4.2时间联锁集中供电302

11.5中频发电机的安装与调试304

11.5.1安装前的准备304

11.5.2变频机的安装306

11.5.3中频发电机的调试307

11.6常见电气故障及排除308

11.6.1 电动机部分电气故障308

11.6.2中频发电机部分电气故障309

第十二章 感应加热用全固态电源简介312

12.1 SIT全固态高频电源312

12.1.1电路结构原理313

12.1.2设备的安装与调试317

12.1.3一般故障及排除办法322

12.2 IGBT全固态中频电源324

12.2.1电路结构原理325

12.2.2运行与试验328

12.2.3新型的热管式冷却循环系统329

12.2.4一般故障及检修方法331

第十三章 晶闸管中频电源335

13.1工作原理335

13.2.1工作过程336

13.2三相桥式全控整流电路336

13.2.2整流触发电路340

13.3逆变电路343

13.3.1并联逆变器的工作原理344

13.3.2逆变触发电路347

1 3.4电路的启动349

13.5限流、限压和电流电压调节 器350

13.6.1交流进线侧的过电压保护351

1 3.6系统的保护351

13.6.2晶闸管中频电流过电流保护352

13.6.3逆变桥过压和过流保护352

13.7中频电源的控制电路354

13.8晶闸管中频电源的安装与调试355

13.8.1安装355

13.8.2调试355

13.9常见设备故障分析与排除358

14.1 PLC顺序控制364

第十四章 淬火机床电气控制364

14.2基本逻辑电路366

14.3计时、计数控制374

14.3.1计时控制374

14.3.2计数控制378

14.4点位直线控制378

14.4.1速度控制378

14.4.2位置控制381

14.5能量控制384

14.5.1 IHS01-1988能量控制器简介384

14.5.2能量监测控制器简介393

14.6淬火机床电气控制系统设计方法394

14.6.1基础设计395

14.6.2工艺流程图的绘制398

14.6.3 I/O口的分配399

14.6.4程序设计399

14.7.1 F1系列PLC实现高频立式双工位连续加热淬火机床电气控制401

14.7可编程序控制器应用举例401

14.7.2 S8-90 PLC实现输出法兰淬火设备的电气控制406

14.7.3 C系列PLC实现汽车半轴整体加热淬火的电气控制408

14.7.4 T系列PLC实现淬火机床群控和加法计数应用409

14.8常见故障分析与排除413

14.9淬火机床简介417

15.1.1维护的意义423

15.1.3维护的具体内容423

15.1.2维护组织计划423

15.1设备的维护423

第十五章 设备的维护与修理423

15.1.4高压硅整流器的使用与维护424

15.1.5大功率电子管的使用与维护424

15.1.6淬火变压器的使用与维护426

15.1.7变频机的维护427

15.2设备的修理428

第十六章 国外感应淬火设备介绍429

16.1.1 曲轴感应淬火用的变频器432

16.1全自动旋转式曲轴感应淬火及回火设备432

16.1.2全自动淬火机434

16.1.3薄型变压器（圆盘式变压器）结构436

16.1.4淬火条件设定监视装置437

16.1.5感应器438

16.1.6采用半圈鞍式感应器的曲轴淬火与回火441

16.2球等速万向节 高效率感应淬火设备448

16.2.1设备的设计要求449

16.2.2设备的构成449

16.2.3实现高速淬火加工的改进点451

1 6.2.4变换零件时调整时间的缩短456

16.3齿轮双频淬火工艺与设备457

16.3.1齿轮的双频淬火法457

16.3.2双频淬火机床463

16.3.3双频淬火电源系统472

主要参考文献476