表面淬火是一種局部淬火的方法，在工件的表面獲得一定深度的硬化層，而心部仍保持未淬火狀態。表面淬火時快速加熱工件表面，很快達到淬火溫度，熱量還來不及傳到工件心部就已經冷卻，實現局部淬火的效果。工件表面應仔細清理，去除毛刺、鐵屑和油污等，表面狀態會明顯影響淬火效果。
常用的表面淬火
(1)感應淬火
在一個感應線圈內通一定頻率的交變電流(分高頻、中頻和工頻三種)，使感應線圈周圍產生相同頻率的交變磁場，置于磁場內的工件就產生與感應線圈頻率相同，方向相反的感應電流，稱為渦流。由于集膚效應，渦流主要集中在工件的表層。由渦流產生的電阻熱迅速加熱工件表層到淬火溫度，隨即向零件噴水，使工件表層淬硬，淬硬層的厚度隨頻率升高而變薄。這就是感應加熱表面淬火。加熱速度極快，僅在渦流經過的表層幾秒鐘內就能把工件表層溫度升到800～1000℃，而心部來不及升溫。所以感應淬火的原理是由電磁感應在工件表面產生渦流加熱工件表層，隨即快冷，使表層強化的表面淬火技術。實際應用的電流頻率從50Hz～500KHz。其中，50Hz～10KHz為中頻，以可控硅(晶閘管)為主，用于淬硬層深度較深的，如軋輥等；10KHz～50KHz為超音頻，以IGBT(絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件)為主，應用范圍最為廣泛；50KHz以上稱為高頻，應用于精細工件加工，以電子管為主，有用MOS管的。
(2)火焰淬火
用火焰加熱一定范圍的工件表面，使其奧氏體化并淬火的工藝。火焰供給表面的熱量必須大于自表面傳給心部和散失的熱量才能實現表面淬火。產生火焰用的氣體有氧-乙炔混合氣，產生的氧炔焰溫度最高，可達3100℃；還有煤氣-氧氣混合氣；天然氣-氧氣混合氣；丙烷-氧氣混合氣，其中丙烷-氧氣混合氣產生的火焰溫度最低，2650℃。優點是設備簡單，操作方便，成本低廉，不受工件大小限制，淬火后表面無氧化和脫碳現象，變形小。缺點是容易過熱，受表面形狀限制，加熱氣體有爆炸隱患。
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