如何确定感应加热表面淬火的合适频率

确定感应加热表面淬火的合适频率需要考虑多个因素，包括工件的材质、形状，以及预期的淬火效果等。以下是一些关键要点：

1.频率与电流透入深度的关系

感应加热的频率选择是非常重要的，因为不同的电流频率，将在零件中产生不同的透入深度。高频（中频）电流有个重要的特性叫表面效应，即随着电流频率的提高，高密度的感应电流，更趋向零件表面。频率越高，表面电流密度越大，电流透入深度越小。频率越低，电流透入深度越大。

2.频率与硬化层深度的关系

感应淬火一般是零件的表面层淬火，硬化层Ds与电流透入深度有密切关系，特别是热态电流透入深度。达到800℃以上的表面层，在随后冷却中有相当的深度就是淬火层，但因为感应加热速度很快，相变点随之提高，因此不是达到800℃的层深都能转变为淬火层。各种频率的Δ800℃直接影响工件的加热方式、淬火质量和感应器设计。

3.频率的选择

对于钢制实心圆柱形零件而言，电流透入深度Δ一般用式（1）进行计算。对于圆柱形零件表面淬火时，硬化层Ds与频率f之间的关系还可用下面的公式计算：最高频率fmax=0000/D，最低频率fmin=15000/D，最佳频率f≈60000/D。其中DS——硬化层深度(mm)。

4.频率的选择应考虑的因素

在选择电流频率以后，只有功率密度和加热时间（或扫描淬火的速度）两项都较为合适的情况下，才能得到满意的硬化层。一般说来零件直径越大，硬化层越深，所需频率越低。

5.频率的选择应考虑的具体情况

对于钢制零件而言，表面层达到800℃时ρ和μ已是定值，于是我们可以将式(l)整理、简化成为式(2)的形式，并可以直接计算各种频率的热态电流透入深度Δ800℃，列于表1。那么硬化层Ds与热态电流透入深度Δ800℃应该是什么关系呢？作者根据多年的专业工作经验，认为保持式(3)的关系为最好。这种关系能使加热时间缩短、生产效率提高、淬火质量良好（表面硬度高、压缩残余应力大、淬火过渡层薄）。这种加热方式称为透入式加热方式，即硬化层小于热态电流透入深度。

总的来说，确定感应加热表面淬火的合适频率需要综合考虑多个因素，包括工件的材质、形状，预期的淬火效果，以及工件的具体情况等。