感應加熱淬火感應器的設計原則

感應加熱淬火感應器是利用渦流原理來完成零件表面淬火、強化表面的關鍵加熱元件。進行表面加熱零件的種類很多，形狀差異很大，因此感應器的設計形態各異，一般對感應器的尺寸主要考慮感應圈的直徑、高度、截面形狀、冷卻水路以及噴水孔等，其設計思路如下。

1.感應器的直徑

感應器的形狀是根據加熱零件的表面輪廓來確定的，要求感應圈與零件之間必須有一定的間隙，而且各處均勻一致。

對外圓加熱時，感應器的內徑D內=D0+2a；對內孔加熱時，感應器的外徑D外=D0-2a。其中D0為工件的外圓直徑或內孔直徑，a為二者之間的間隙。對軸類零件取1.5～3.5mm，齒輪零件取1.5～4.5mm，內孔零件取1～2mm。如進行中頻加熱淬火，則間隙略微有所不同，一般軸類零件為2.5～3mm，內孔為2～3mm。

2.感應器的高度

感應器的高度主要根據加熱設備的功率P0設、工件的直徑D和所確定的比功率P設來確定：

（1）對于短軸類零件一次加熱，為防止尖角過熱，感應圈的高度應小于零件的高度。

（2）長軸類零件一次加熱局部冷卻時，感應圈的高度為需要淬火區長度的1.05～1.2倍。

（3）單匝感應圈高度太高時，工件表面的加熱不均勻，中間溫度比兩邊的溫度高出許多，頻率愈高則愈明顯，故多采用雙匝或多匝感應圈來代替。

3.感應圈的截面形狀

感應圈的截面形狀較多，如圓形、正方形、矩形、板型（外焊冷卻水管）等，當淬火面積相同時，彎制成矩形截面感應圈*省料，而且透熱層均勻，圓形截面*差，但易于彎制。選用的材料多為黃銅管或紫銅管，高頻感應圈壁厚為0.5mm，中頻感應圈為1.5mm。

4.冷卻水路與噴水孔

考慮到因渦流損耗而發熱，故各組成部分需要通水冷卻，對于銅管可直接通水冷卻，銅板制造部分可做成夾層或外焊銅管組成冷卻水路；高頻連續或同時加熱采用自噴冷卻時，感應圈的噴水孔的直徑多為0.8～1.0mm，中頻加熱為1～2mm；連續加熱淬火感應圈噴水孔的角度為35°～45°，孔距為3～5mm。同時加熱淬火噴水孔應交錯排列，孔距布置均勻，一般噴水孔的總面積應小于進水管的面積，以確保噴水的壓力和進水壓力符合要求。

需要注意的是為解決內孔加熱的環形效應，可在感應圈上卡上鐵氧（高頻淬火）或硅鋼（中頻淬火）片，制成門字形導磁體，驅使電流沿導磁體的缺口（感應圈的外層）流過。為防止不應硬化的部分被加熱，可采用鋼環或軟磁材料制成磁短路環屏蔽。另外感應加熱時，對于感應圈靠近尖角部分的間隙應適當加大，以防局部過熱。