A. 表面淬火都有哪些方式方法
表面淬火僅使鋼鐵工件的表面得到淬火的一種表面熱處理工藝。目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強度，而心部仍具有較高的韌性。常用於軸類、齒輪類等零件。操作時利用快速加熱的方法使工件表層奧氏體化，然後立即淬火使表層組織轉變為馬氏體，心部組織基本不變。表面淬火後一般進行低溫回火。根據加熱方法不同，可分為感應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱表面淬火等，其中以前兩種方法應用最廣。
加熱用的能源通常有電磁感應加熱，火焰加熱，電接觸加熱及在電解液中加熱;並可採用更高密度的能源，如電子束、激光、電弧等。能源提供的能量密度越高，則表面加熱和淬硬層越薄。
1、電磁感應加熱表面淬火
鐵磁性物質的工件處在交變磁場中時，會因感應而在內部產生電流。這種電流在微小區域內形成迴路，稱之為渦流。渦流電流強度與交變磁場磁通變化率和工件材質有關。渦流在工件中僅集中在表層，有所謂「集膚效應」。表面電流最大，向內逐漸降低。電流值保持表面電流I0的1/e以上的厚度稱為「電流透入深度」(e為自然對數的底)。鋼鐵材料在居里溫度(磁性轉變溫度，中碳鋼約為724℃)以上由於導磁率的突然變化，電流透入深度(△)急劇增大。當被加熱材料與感應器條件相同時，△值取決於感應器中交變電流的頻率(f)，對於鋼鐵材料，△≌500/(mm)。因此要根據淬火層厚度的要求選擇電流頻率。常用的感應加熱用交流電源有3種：(1)高頻。200～300kHz，採用電子管式高頻振盪電源，淬硬層厚度一般為1～3mm。(2)中頻。500～800Hz，採用中頻發電機或可控硅變頻裝置電源，淬硬層厚度一般為6～8mm。(3)工頻。一般工業頻率50Hz，採用加熱變壓器電源，由工業電網供電，淬硬層厚度一般為10～20mm，其電流透入深度則可達50～70mm，適於大件的表面淬火。
電磁感應加熱表面淬火通常是將工件置於一加熱感應圈內，感應圈通入交變電流以形成交變磁場。感應圈多用銅管製成，可以是單圈或多圈的，管內通入冷卻水防止工作時升溫。加熱和噴冷淬火可採用連續和斷續兩種方式，皆可在圖1機構上實現。噴水圈設在加熱器的下方，在連續式加熱-噴冷時，工件在自旋轉(使加熱均勻)的同時向下移動，表面各部位依次加熱和淬冷;在斷續式加熱-噴冷時，工件自旋轉時位置不變，待一定面積被加熱到淬火溫度時，迅速下降並噴水冷卻。
表面淬火時的加熱溫度取決於鋼的成分(臨界點)、原始組織和加熱速度。加熱速度一般在50～500℃/s之間，屬快速加熱。由於鋼在快速加熱時奧氏體形成的動力學的特點，在加熱速度、加熱溫度、鋼的原始組織和淬火後組織、性能幾方面之間具有如圖2所示的關系。Ⅱ區為最佳規范，既具有細晶粒，又具有高硬度。Ⅰ區加熱不足，晶粒雖細小，但加熱時奧氏體形成不充分，淬火硬度不足。Ⅲ區為加熱過度，晶粒長大，硬度也因殘留奧氏體較多而略有下降。
2、火焰加熱表面淬火
將工件置於氧-乙炔(也可用天然氣等)火焰中，表面快速加熱至淬火溫度後噴水淬冷。火焰溫度一般為3000℃左右。本法設備簡單，常用於小批、單件生產或零部件的維修。其設備包括：(1)噴嘴。氧-乙炔按一定比例混合，在相當高的壓力下從噴嘴小孔噴出並被點燃。噴嘴的布置，一般按工件表面製成仿形狀。(2)淬火機床。固定工件和噴嘴位置，並可控制工件(或噴嘴)的旋轉和移動。(3)燃燒控制裝置。保證氧-乙炔氣有穩定的混合比和噴出壓力。
3、電接觸加熱表面淬火
利用觸頭(銅或石墨材質)和工件的接觸電阻，低電壓、大電流，使觸點溫度迅速上升。將觸點以一定速度移過工件表面，即可將表層加熱至淬火溫度，並在工件自身的冷卻下淬硬。本法簡易可行，適於大件的局部表面淬火。
4、電解液加熱表面淬火
以工件作陰極，置於電解液中(常用5%～20%碳酸鈉水溶液)，以電解槽為陽極，通入200～300V直流電。由於電解作用使陰極(工件)表面形成一層氫氣膜。氫氣膜具有大的電阻，溫度迅速升高，並將工件表面加熱到淬火溫度。停電後電解液將工件淬冷。本法適用於大批量生產工件的局部表面淬火。