感应热处理历史、现状与发展

1、感应热处理的历史、现状与发展感应热处理技术路线图沈庆通 教授级高级工程师 朱会文 高级工程师 一、历史回顾 1.感应加热的发展历史 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年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉：开槽式有芯炉。1916年，美国人发明了闭槽有芯炉，用于熔炼金属。1930年，前苏联研制成高频感应炉。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提高曲轴轴颈的耐磨性，亦研制了曲轴淬火机床。国际上以前苏联和美国为代表的工业化国家将感应加热技术成功地应用于机械工业的热处理领域。 其

2、后，感应加热淬火被广泛地应用于汽车、铁路、机床、轴承制造等各个行业。1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命；1964年，用于逆变器的晶闸管问世；1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展；1969年，第一台540Hz全固态电源建成；1972年，第一台50kHz全固态电源建成；1973年，LED诊断控制屏用于故障显示；1974年，电源设备的冷却系统改进，可见的排出水被流量计及压力表所取代，第一台压力闭路循环冷却系统使用于整个感应加热系统的冷却；1978年，第一台效率为97%全固态电源问

3、世；1980年，工业发达国家基本淘汰了机式发电机及倍频器；20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展， MOSFET、IGBT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。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、快速和清洁等优点，符合可靠(Sure)、安全(Safe)、节约(Saving)的三S标准，也符合低温(Cool)、干净(Clean)、安静(Calm)的三C标准，对同一种规格大批量零件进行感应淬火，便于实行机械化、自动化操作和在线生产，生产效率高，因此感应热处理在机械制造业中得到了广

4、泛应用。 随着感应热处理应用范围的扩大，火焰表面淬火基本被感应淬火取代，一些零件的气体渗碳与碳氮共渗工艺被感应热处理取代，近年来感应热处理应又被应用于零件的调质处理。对感应淬火零件性能的要求，从单纯提高耐磨性发展为提高淬火零件的抗弯、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.我国感应热处理技术的发展的四个阶段 改革开放前：全面引进前苏联技术阶段；自力更生阶段； 改革开放后：快速发展阶段；当前自主创新阶段。 （1）全面引进前苏联技术阶段 建国初期，前苏联援建我国的156个重大项目，涉及当

5、时中国整个工业体系的各个方面，参加援建的工程技术人员达18000人。帮助了我国开始走上工业化的道路。援华项目的企业设计资料中包括了工艺、设备等系统的相关技术。我国感应热处理技术就是从20世纪的50年代在洛阳拖拉机厂、长春第一汽车制造厂、沈阳第二机床厂（中捷友谊厂）为代表的企业打下基础开始起步的。 学术著作方面：全面研究及参考了.、.、.、.等著作的关于电磁感应、高能密度下相变、显微组织变化、残余应力等学术理论。此外前苏联高频电流科学研究所等科研人员编制了钢铁感应加热、感应热透在工业中的应用、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、

6、高频加热淬火制件的组织与性能、高频加热的物理基础、高频加热用变压器、高频加热用发电机、高频加热用仪表和测量方法、钢的感应加热热处理特点等高频丛书，有高频丛书对企业工程技术人员提高专业知识起到重要作用。请前苏联专家举办高频训练班，1956年4月，第一机械工业部(简称一机部)在上海综合工业研究所举办了高频训练班，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，完整地讲授了感应加热原理、工艺与设备知识。“高频训练班”共培训了40多名工厂专业高频技术人员。 应热处理工艺方面：载重汽车、履带拖拉机、车钻床上大量感应淬火件的感应热处理工艺是从那时开始采用前苏联对口工厂

7、工艺的，先进的自回火工艺也是从那时开始应用于曲轴、凸轮轴等零件上的。 感应加热电源与部件方面：1958年我国开始生产高、中频电源（天津广播器材厂、北京广播器材厂生产高频电源，湘潭电机厂、锦州新生电炉厂生产中频发电机）；与电热电容器（西安电容器厂），其后又生产中频变压器，供应国内新工厂使用，其技术来自前苏联。 （2）自力更生阶段 1960年后，我国工业建设进入自力更生阶段。阶段的发展：可以二汽建厂为例子。工厂设计、装备设计、制造（30多套感应热处理成套设备）全部由国内设计院、一汽高频室、湘潭电机厂与鄂城通用机械厂完成。 感应淬火工艺：机床制造业、汽车、拖拉机制造业等均自行设计感应淬火件的工艺，并

8、且在低淬透性钢齿轮淬火等研究与应用上取得进展。当时上海机械厂（后称上海热处理厂）在感应淬火工艺应用上如齿轮、丝杠调质、感应器涂搪瓷等均有许多新创造，在推广用中碳钢感应淬火代替调质与与渗碳工艺方面，以汽车热处理件为例，感应热处理件的数量与千克重不断增加，一汽开始生产时（1957年）解放车只31种，148.5kg感应淬火件，到80年代，CA141汽车的感应淬火件已扩大到52种，重245kg，数量为原来的167%，重量为原来的l65%。东风牌汽车上感应热处理零件则已占全部热处理零件重量的62%以上。铁道部金化所开展了钢轨端头感应淬火工艺，戚墅堰机车工艺研究所则开展机车齿轮感应淬火工艺等研究。 装备设

9、计与制造：国内各厂与设计院自行设计了数十种通用及专用淬火机床供本单位及援外使用，经一机部第六设计院汇编列入图册的有38种。在高频电源技术改造上将整体机改为分体机，闸流管改为可控硅调压硅堆整流，采用新型高效振荡管（如FD911s代Fu-23s)、新型平板陶瓷电容器等，提高了整机效率；设计和生产了阳压自动跟踪装置，使空载阳压稳定度提高。70年代开发了电子管式超音频电源，使中模数齿及许多感应淬火件得到更合理的淬硬层。 全国感应加热技术委员会成立：1964年11月由吉林省机械工程学会筹备在长春市吉林省宾馆召开了全国第一届感应加热学术交流会。参会的有48个单位、61位代表，另有60人列席。交流会印发了论

10、文及精印优秀论文集。会议交流了国内感应加热设备调试、淬火工艺、感应器、淬火机床设计等经验。会上并确定成立全国感应加热技术委员会，其宗旨是促进国内科技研究单位、大专院技与工厂间的技术交流和合作，翻译国外感应加热资料、定期出版高频专题资料等，感应加热委员会秘书处挂靠在一汽工艺所高频室。此后，感应加热委员会组织出版了“感应热处理”(译文集,上海市科学技术编译馆出版1965年)；高频电热通讯；高频热处理论文集等。会议还要求各委员分工撰写感应热处理专业书、编印感应器图册等。 第二届全国感应加热学术交流会直到19年后再次在长春举办。 （3）改革开放后的快速发展阶段 改革开放后，随着我国经济的快速发展，带动

11、了感应热处理技术交流活动的开展。表1为各地历年来不完全统计的感应热处理技术交流会情况。 感应热处理技术交流会的举办有力地推动了我国的感应热处理的技术进步，取得了很好的效果，我国的感应热处理工艺与装备的发展也呈现出飞速发展的态势。轴类零件采用矩形管纵向加热淬火：使台阶轴过渡的淬硬层不中断得到连续。既大大提高了轴的扭转疲劳强度，又获得节能与提高生产率双丰收。一汽、东汽等均已将此工艺用半轴生产。曲轴颈旋转淬火与圆角淬硬：旋转淬火解决了轴颈油孔易淬裂及淬硬区不匀等问题，圆角淬硬则使曲轴颈疲劳强度提高达一倍，此工艺已用于柴油机曲轴生产中。成套钢轨感应淬火设备国产化，并应用于钢轨轨面全长感应淬火等大批量生

12、产中，成套钢轨感应淬火设备已出口国外。感应淬火介质从水、乳化液、聚乙稀醇水溶液发展到新型的聚合物淬火介质，使感应淬火零件的废品率降低了。淘汰了效率低的机式中频发电机，自主生产晶闸管器件与晶闸管中频电源，并大量在生产中使用。开发了感应加热（透热）软件并用于生产。感应加热设备生产厂（电源、淬火机床、感应器、淬火变压器、导磁体等配套件）与零件感应淬火加工厂大量涌现。天津、无锡、西安、洛阳、十堰、深圳、郑州、成都、上海等许多城市成为感应加热设备制造商的基地，而沿海的一些城市如上海。杭州、玉环等则又成为感应淬火零件的供应商基地。这些厂与感应加热设备、进口感应淬火零件进行竞争,由于质量符合要求、价格合理、

13、交货周期短、服务方便等优势，赢得了市场。此阶段存在的问题是引进技术上存在重硬件、轻软件；重主机、轻配件；重使用厂、轻制造厂等诸多弊端。据不完全统计，对外开放以来，我国已进口各种感应加热电源与淬火机床达100套以上，分别来自德、美、英、法、日、意、西班牙、比利时、俄罗斯，各有所长。如何取长补短、洋为中用，提高我国感应加热技术的水平，这是当前我们面临的一个课题。 （4）当前自主创新阶段 突出的是感应加热装备制造业呈突飞猛进状态：电源方面，IGBT晶体管超音频电源，便携式电源基本上能自给并有出口，全自动曲轴淬火成套装置、卧式大型船用曲轴淬火机。无软带滚道淬火装置与CVJ数控淬火机等这些制造难度大的设

14、备均已能自主设计与生产。感应器：淬火变压器专业制造厂数量不断增加，有利于提高该类产品的技术与质量。 感应淬火新工艺的应用不断扩大：如轴类纵向感应加热淬火在汽车、拖拉机行业扩大了应用范围，迥转支承滚道无软带淬火、三柱滑套件淬火、双频齿轮淬火等这些先进的工艺已在国内企业使用并正在不断改进中。 热处理应用范围及部门扩大：感应淬火零件不再限于提高耐磨性为目标而是提高工件的疲劳强度、抗扭强度与抗弯强度，钢管焊缝感应退火则提高了钢管的耐用性.感应热处理的应用部门从机床制造、汽车、拖拉机、工程机械、机车扩大到石油机械、冶金制造等部门。 计算机模拟感应热处理取代感淬火件现场工艺调正：已在部分工厂、研究所开展，

15、它可以称之为“工艺调试革命”，解决了工艺人员现场繁琐费时的调整工作。 节能在感应淬火上受到重视与要求：感应淬火本身是节能工艺，由于不良的装备、不良的工艺与没有合理的单位能耗的考核（即以零件整体质量为考核单位而不是以淬硬层厚度作考核），使节能工艺存在不合理的耗能漏洞，现在有了GBT10201-2008热处理合理用电导则,即对感应加热淬火制订了新的电耗定额，见表1。它是以加热层深和加热表面积来计算的,和工件整体质量为基准截然不同,此导则的贯彻执行，将连带促使节能装备的发展。表1 感应加热淬火电耗定额透热深度hmmh11< h<22<h<44<h<88<h&

16、lt;16h16电耗定额（kW·hm2）3510225060新标准执行过程中会不断修订与完善。由上海市发展改革委员会、上海市经济和信息化委员会、上海市质量技术监督局、上海市节能监察中心共同提出，由上海市热处理协会和上海市能源标准化技术委员会等组成的起草单位制定上海市地方标准钢铁感应热处理工序单位产品能源消耗限额。制订了感应热处理工艺及装备的国标与机标：已制订的GB与JB相关标准，指导并规范了企业的感应加热设备、淬火工艺与质量，统一了相互间的要求。其中特别是淬硬层深度及感应淬火金相标准，全国基本上都己贯彻执行了。 展览会与学术交流活跃：国内举办的国际性学术大会、热处理展览会、参加国外感

17、应热处理学术会、出国人员考察报告交流会等，均使国内感应热处理行业的制造技术、工艺水平与国际水平接近或一致。具体有ICMHT83、APH 09、美国金属学会齿轮热处理学术会议、北京、上海举办的历届热处理展览会,北京机电所1983年、1986年举办过两次热处理出国人员座谈会（印有发言稿）等。国际间定期举办的热处理展览会，是观察新技术发展的平台，应组织专业机构收集、整理这些资料，针对国内专业提出科研项目与产品发展规划。 行业期刊、译著、专著、论文集等：国内金属热处理、热处理等期刊，高频热处理等译著，金属感应热处理等专著对国内感应热处理科技人员提高专业水平，起到桥梁与辅导作用，从当前情况看与发达国家新

18、技术仍有10年差距。 科研院所与大学：国内目前为止还没有直接署名为研究感应热处理工艺与装备的院、所、大学，但大企业如一汽、东汽、一拖等单位其工艺所有高频室，从事工艺及装备设计与试验，突出的优点是理论联系实际，研究与试验用于生产的比率大。不足之处是无力承担大课题。迄今为止，感应热处理工艺与装备方面没有得到国家科技奖，获得省部级科技奖的也不多。福建晋江江汉机电设备公司王志明经理有志于开发同步双频电源，但多年来只有论文与宣传图片报道，未见该新装置用于生产的信息，与研发技术力量不够有关。 二、感应热处理工艺、设备研发与工业发达国家的差距 1.基础理论研究方面 （1）电磁场、热场计算机模拟 法国Cedr

19、at软件公司等在电磁场、热场的计算机模拟方面，开发了许多软件FLUX2D FLUX3D等软件，已在生产中有效应用，省时省力，国内无此技术，目前上海有公司销售这些软件，价格惊人。感应加热件模拟电磁场示意见图1。图1 半轴感应器优化的电磁场及热型图（2）高能密度下相变及自冷淬火后性能研究 国外有较多报道，国内曾有福建省机械研究所进行，现无继续信息。 （3）感应热处理手册 美国、英国、法国和前苏联都有感应热处理手册，见图2。我国虽然在热处理手册中包含了部分内容，但没有专门的感应热处理手册。图2 国外部分感应加热手册2.感应加热电源设备与配套器件上的差距（1）同步双频电源（SDF） 当代先进的同步双频

20、电源（SDF）国内已有单位在进行研发，但没有看到有关单位定型生产并投入感应淬火加工的报道。德国ELDEC公司、美国INDUCTO-HEAT公司、日本电气兴业公司均能生产。没有此种电源，仿齿廓的淬硬层就不易实现，因此需要加快研制投产。以德国ELDEC的simultaneous dual frequency gear hardening (同步双频齿轮淬火)技术为例，该技术使用一个感应器，一套频率分别为1015kHz和200400kHz的双频感应加热电源，功率根据齿轮的尺寸和模数大小确定，采用同时加热的方式，即在同一个感应器内通有上述两种频率的交变电流，两种低高频率电流功率的比例为3:7左右，比功

21、率一般在1520kW/cm2，根据零件的尺寸和模数通过试验确定，在极短的时间内（0.21.5s）完成齿面和齿根的加热过程，并立即喷水进行冷却，完成淬火过程，得到有效硬化层仿形分布淬火的效果。汽车齿轮仿形双频感应淬火技术优点是，加热时间短，生产效率高，零件的淬火变形小，设备的占地面积少，生产环境清洁无污染，机械化、自动化程度高，可与其他加工设备共线生产。（2）晶体管电源的启动时间有差异 国内产品晶体管电源的启动时间较长，有的达0.5s，较短的能在0.1s以内，保护装置上也有差距，烧晶体管的故障率较高。 （3）晶体管电源的器件还依赖进口 国内大量生产电源，但其晶体管还依赖进口件，必须解决器件自给问

22、题，据调查国内也已有研制产品，但成本高，价格与进口管接近,感应加热设备制造厂愿买进口件,认为可靠与方便。 （4）淬火变压器 国内产品落后，体积大、效率低、水耗量大。另外，由于IGBT电源与晶闸管电源在频率与输出电压不同，市场急需超音频的淬火变压器,但缺乏优质的国内品牌， 10kHz以上的国际名牌有美国Jackson公司的中频变压器及以色列（属法国公司）中频、超音频变压器，其绕组不是采用铜管而是采用铜箔，漏磁少、电效率高达90%以上；德国ELDEC及EFD公司的圆筒式淬火变压器则具有体积小、结构简单等特点，这些产品还未国产化，需要消化吸收或自主创新。 （5）淬火机床的数控系统、监控器等 目前国内

23、高档的淬火机床仍采用进口的Seimens840D等计算机；监控器如能量监控器虽有国产品牌，但还未普及；高精度的无触点定位器、振荡因数仪等（德国SMS-Elotherm公司专利产品），这些保证淬火件质量的监控仪器，国内还未研制出相应产品来替代。 （6）淬火感应器设计与制造 国外先进企业巳使用计算机模拟进行感应器优化设计，国内绝大多数制造厂未使用此技术。日本电气兴业公司对曲轴旋转加热感应器能保证30000次寿命，国内保证大致在10000次以上。工频感应器以轧辊双频感应器为例，国内使用寿命在100次左右，急需提高设计与制造水平。（7）导磁体 我国从20世纪50年代开始即能制造铁淦氧导磁体（北京天桥粉

24、末冶金二厂等），其后徐州导磁体厂研制了可加工导磁体，目前的状况是生产厂家众多、技术力量薄弱，产品价格虽低，但性能与美国、意大利产品牌比有较大差距，曾有对比试验结果可以作证。国内无线电元件厂（国营798厂）制的软磁材料具有高的居里点（500）与饱和磁通密度（260mT），可是缺乏市场沟通，产品尺寸与热处理用户要求不同，又因为项目不大，无人推动产品进入热处理市场，导致这样优质的辅助器件未能用于感应加热生产，而低端产品由于营销得力，充溢市场而广泛应用。 （8）感应器设计及制造质量 国内已有多家感应器制造厂，这是改革开放后的进步，和国际水平比，尚存在着一些差距。 铜材质量与铜管截面外形尺寸：无氧纯铜应

25、是感应器用材的首选，国内用T2牌号的较多，矩形铜管圆角应尽可能小，国内产品R较大。 模具化制造：感应器用模具特别是专用模具普遍化不够，检验夹具少，采用通用模具或手工成形虽制造成本低，但因此产生精度低，同品种感应器存在一致性差等质量问题。 钎焊质量：国外感应器有些产品巳使用整体一次钎焊工艺，国内产品尚有钎焊后发生堵、漏等一些弊病。 感应器外购件：现代感应器是由几十个零件组成的精密工具，其中国产硬质合金定位块的耐磨性指标、尺寸精度，与德国产品存在差距，氮化硅件产品耐冲击性不够，快换管接头与法国产品在品种、规格与制造精度上也有差距。 感应器设计质量：普遍的使用经验法设计，通过调试进行修改，而国外一些

26、企业采用计算机模拟优化，省时省力，成功快。 感应器使用寿命：材料强度、维护、监测等多种因素促使进口感应器的使用寿命长，以CVJ感应器为例，用感应器寿命计数器测试，其寿命达到几十万次，见图3。图3 感应器寿命计数器（9）淬火机床 国内淬火机床的设计与制造近年来有长足的进步，但与国外先进企业比，仍有一定差距： 制造精度与标准：国内淬火机床还没有统一标准（指GB或JB），因此，各企业制造的机床质量与功能，各不相同，使用户很难进行评价与选择，JB/T9201-2007钢铁件的感应淬火回火处理标准中对淬火机床的精度要求较低，一般淬火机床均能达到此标准，而德国淬火机床的制造标准十分具体，对机械、电气、安全

27、等均有明确标准。 自动化程度与生产率：国内机床的自动化水平还大都停留在半自动阶段，而有些机床的生产率银低，甚至低于手工操作，电源负载系数低，机床空载系数高等。 机床安装调试时间长，故障多，耐用性差，以上三点常是国产设备竞争力低的主要因数。 3.感应热处理工艺有以下差距 （1）双频感应淬火 德、美、日等国企业均已采用此工艺于齿轮及转向齿条等零件的淬火，国内现仅有两家企业采用进口设备进行生产，大量机床、摩托车齿轮仍便用单频淬火工艺。 （2）低淬透性钢齿轮等零件感应淬火 1970年前后，国内曾研制低淬透性钢55Ti、60Ti、70Ti等新钢种，并已列入冶标(YB)，在煤机齿轮及小拖拉机齿轮上已进行生

28、产应用，在二汽十字轴等零件上进行生产使用，具有较大经济效益，后此新钢种在淬透性指标上因出现不稳定，钢厂停止生产，此工艺停用至今，1992年前苏联低淬透性钢发明人.来中国访问，并亲去重庆钢厂调查，认为中国钢厂完全有能力生产低淬钢，现在俄罗斯低淬钢有多个品种，如54、70等，并均已列入标准，低淬钢齿轮有多个品种在汽车齿轮上用于生产。（3）感应淬火取代深层渗碳 感应淬火零件取代渗碳零件已有许多成功的应用，现在国外对冶金设备上的深层渗碳零件开始应用感应淬火工艺来取代，见图4。它的优势仍然是节能与大大节省工艺时间与生产周期。国内现尚未开展此项目，是一差距。图4 冶金设备零件用感应淬火取代深层渗碳（4）感

29、应加热熔复 农机零件犁铧、刀片等其刃部主要技术要求是耐磨，尺寸精度要求低，国外采用熔复耐磨材料取得良好效果，这亦是国内感应加热可开展的项目之一。 （5）新型静止式曲轴颈感应淬火工艺 美国INDUCTOHEAT公司研制的新工艺，称作Sharp-C工艺，成套装置已在美国多个发动机厂应用，优点是加热时间短，每个轴颈加热时间为旋转曲轴颈的40%左右，感应器寿命长及整套装置占地面积小等。 （6）旋转式感应器 被用来对不便于旋转的大型部件进行内腔硬化处理。这种获得专利的系统无需采用机械方式转动部件，部件固定不动而感应器绕Z轴旋转，硬化质量和处理速度都大幅度提高。其他优点还包括减轻了机械重量、缩小了占地面积

30、以及增加了操作安全性。 多轴计算机数控硬化设备结合专用双圆心感应器的设计，保证了同一个部件上小直径和大直径均得到有效的硬化处理。对于横截面多变的部件(比如凸轮轴)，具有不同直径的单一感应器(双圆心感应器)，是一种非常方便的方案。该设计改进了部件与感应器之间的相互关系，使得单一加热站/感应器就足以处理整个部件。它的直接优点是部件的处理一气呵成(而非分次进行)，大大简化了工艺。另外，由于感应器与部件相配套，能耗也显著降低，而质量得到明显改善。（7）计算机模拟感应热处理的研发、应用与普及 国外较先进的感应加热公司均已应用计算机模拟感应热处理工艺及优化感应器设计，国内目前少数公司依赖进口软件进行工作，

31、离普及还有很大差距，现在应先进行普及，同时自行开发国产的计算机模拟软件。 （8）节能工艺的节能研究 国内感应加热工艺应用多、研究少，特别是节能工艺的节能，美国Ajax Magnethermic公司的N.V.Ross先生曾总结了感应加热钢材调质、淬火、回火等多项经验的能耗数据，国内杭州一公司也曾撰文对比两条用双频感应淬火并回火钢筋的电耗数据，两条生产线的电耗由于电源选择不当等因素，电耗（kWh/t)，相差几近1倍，一个企业年产量几千吨钢筋，如果能耗相差一倍，每年要多耗能达几十万度。对于不同工艺的能耗应规定相应能耗指导性指标，将有利于提高节能工作，并且能影响到节能变频电源、机床与配套件的选用，如高

32、效变频电源、匹配变压器等。 （9）微小零件的精密感应加热淬火 锯条每盘长400m，材料相当T10钢，区别是含W。锯条宽度：638mm；锯条厚度：0.41.3mm；齿距：332TPI（每英寸长度上齿的个数）。工艺路线为：整体淬火回火（硬度380430HV）开齿齿部超高频淬火（齿沟处不可加热）低温回火。锯条见图5，锯齿超高频淬火后，齿部需淬硬，而齿沟不能加热，见图6。图5 规格16TPI锯条 图6 硬化层 目前这种钢铁行业使用的锯条依靠进口，问题主要是卡在了感应热处理上，一是7.12MHz的电源、二是锯条行走时的的精度控制。国外只有瑞典在生产这样的设备，见图7。 图7 锯条感应淬火设备三、专业技术

33、人材培训、图书期刊出版与学术交流 1.专业人材培训 前苏联在感应加热专业发展上是十分重视的，在列宁格勒（现圣彼得堡）建有一个以沃罗格金命名的高频电流科学研究所（），研究感应加热透热、淬火、熔炼、装备设计等多个方面，同一城市还建了一个列宁格勒电工学院(现圣彼得堡电工大学)，培养感应加热专业大学生，20世纪60年代，我国曾派8名留学生在诘院培训；在意大利有PADUA大学、德国有HANOVER大学等专业从事感应加热研究的电工系，现在俄罗斯则还有感应加热的专业期刊，每年4期报道国内外感应加热科研发展及成果，见图8。图8 俄罗斯感应加热期刊封面PADUA大学每两年举办一次国际性的电磁源加热学术交流会议（

34、HES），从中得到信息与提高，参加国外课题（前年曾与同济大学有合作课题，更早参与德国同步双频研发）。HANOVER大学教授Alfred Muhlbauer所著的History of Induction Heating and Melting，叙述了感应加热的发展历史，从1世纪的法拉第开始写到21世纪的感应加热计算机模拟，搜集了世界各国在感应加热的成果，遗憾的是没有中国成果列入，见图9。图9 德国2008年出版的感应加热和熔炼的历史封面国内还没有一所培养感应加热专业的大学的对口院系，过去企业只能招热处理专业、机制专业及自动化专业学生在实践中提高培养，国内现有一个研究所 “電力電子应用技術國家工程

35、研究中心”，（在杭州，对感应加热电源等研发有课题。感应热处理技术委员会副主任陈辉明博士在该中心工作）。如能在感应加热电源应用上，多开发项目，应能对行业起巨大作用的. 原来国内西安电炉研究所归口电炉及感应加热电源的研发及标准等工作，改革开放后，此项工作似乎有变化，形成各企业自立企标，用于本单位设备制造的格局。 2.期刊及专业图书出版 国外专业的感应加热期刊似乎还只有俄罗斯一家，国内感应加热文章分布在金属热处理、金属加工（热加工）、热处理等期刊，从期刊数量上与国际期刊量差距不甚大，但论文内容先进程度上看，与发达国家比相距有10年以上。 专业图书出版上，感应加热图书在20世纪，前苏联出版的书较多，美

36、国金属学会（ASM）及国际金属学会（ASMI）曾组织编写多本感应热处理图书，如INDUCTION HARDENING AND TEMPERING，Practical Induction Heat Treating等对广大感应热处理工作者起到知识泉源与指导作用，国内学会应吸取此经验，组织并鼓励学会会员编著相关书籍。 3.学术交流 国际上与感应加热有关的学术会议甚多，如前苏联的全国性感应加热会议，过去我国亦派员参加，带回会议论文集（感应加热在工业中的应用），后来俄罗斯的APIH-05，APIH-09等会议，意大利每两年一次的HES-09,德国举办的EPM等会议均与感应加热有关，存在的问题是参加人次

37、少，并且与会人员回国后未能将会议内容传达或扩大到行业相关人士，发挥更大作用，如意大利的会议中有国人东北大学与上海大学教授参加，但未见会议信息。 4.感应加热设备与热处理相关标准 现在已有上述内容的一些GB与JB标准。差距是：标准覆盖面不够；有些标准较旧已落后时代，个别有错，需要增补、提高与改进。 四、感应热处理应开展的工艺、设备与科研项目 综合前述国内状况与差距，感应热处理的技术路线应从工艺、设备、科研等多方面进行，分述如后。 1.工艺材料技术类课题（见表2）表2 工艺材料技术类课题序号课题名称内容风险程度/回报率1计算机模拟在感应热处理工艺应用1.用计算机软件进行感应淬火工艺调试；2.通过计

38、算机模拟优化感应器设计低/高2研发感应淬火用新钢(可参考俄罗斯低淬钢在汽车齿轮类零件上的成功)提高C%，降低淬透性使感应淬火钢的耐磨性与渗碳钢相近，但表面压应力比渗碳件高较低/较高3提高感应淬火件使用寿命研究曲轴：半轴：凸轮轴等合理硬度、淬硬层图形分布与耐磨性、扭转疲劳强度密切相关，通过研发规范合理技术条件，提高零件使用寿命低/高4齿轮单频淬火时频率：功率密度选择规范齿轮感应淬火时的正确选频并且与功率密度相匹配 低/中5导磁体在外圆加热件上的应用 外圆件感应淬火应用导磁体节能高效达10%以上,普及应用有节能高效的效果 低/中6同步双频(SDF)在汽车、摩托车齿轮件的应用 齿轮得到仿齿廓的淬硬层，代替渗碳淬火齿轮，畸变小，高效、节能 高/高7感应淬火件回火、不回火与自回火的研究 1.耐磨的感应淬火件回火与不回火性能比较 2.淬火曲轴颈的自回火研究 中等/中等8感应淬火件表面硬度提高机理 1.感应淬火件残留压应力对提高硬度的影响 2.淬火马氏体结构对提高硬度的影响等 低/低9编辑感应淬火件工艺参数选择图表不同直径件要求不同淬硬深度的加热时间及功率密度选择数据（含高、超音频、中频两种）低/低2.设备能耗类课题感应热处理件的质量与电耗与设备因素关系最突出，因此，表3的课题是极为迫切与重要的。