雖然高頻熱處理不斷成熟和進步，但仍然存在一些問題。為此，熱處理工廠為應對用戶的需求進行了高頻熱處理技術開發(fā)。以下對日本高周波熱錬（株）的高頻熱處理技術開發(fā)進展。

1 WIQ®

高頻淬火加熱時間短，淬火效果受工件原始組織影響較大，調質組織和球化組織的奧氏體（γ）化特性有很大不同。快速短時加熱的高頻淬火處理要求工件組織是C彌散分布容易奧氏體化的調質組織。但是，調質組織硬度高對高頻熱處理前序加工不利，因此產生了短時加熱進行奧氏體化和改善加工性的矛盾。

為解決這個問題，高周波熱錬（株）開發(fā)出2級淬火形成兩層硬化層的“WIQ”處理技術（圖1）。第1次的高頻淬火（SIQ）使工件形成較深的硬化層，然后進行SRIQ®（超快短時感應加熱和淬火）前的預熱或升溫到SRIQ的γ區(qū)進行回火，形成預期的調質原始組織。第2次進行的SRIQ®處理利用快速短時加熱，使工件表層γ均勻化并進行淬火，形成兩層硬化層。WIQ處理材經反復淬火和快速短時加熱γ化，獲得微細晶粒。并且，SRIQ處理使SIQ形成的高硬度層內形成很大的殘余壓應力，因此疲勞強度高于滲碳淬火齒輪。

圖1 “WIQ”的基本概念圖和動力循環(huán)式齒輪疲勞試驗結果

現(xiàn)在，高周波熱錬（株）已經形成了原料→前加工•前熱處理→WIQ→后加工→制品的連續(xù)化生產流程。實現(xiàn)了機械工件性能穩(wěn)定和高精度化的低成本生產作業(yè)線。

2 高頻淬火與其他表面改質組合的復合處理

近年來，各種機械零部件小型化的要求越來越高，高頻熱處理等單一熱處理對提高零工件性能有限。為了實現(xiàn)零工件高性能化和高附加值，高周波熱錬（株）推進了復合熱處理•表面改質技術的開發(fā)和應用，案例如下：

PALNIP處理是日本HIHON PARKERIZING CO.，LED的鹽浴軟氮化和防止表面氧化處理技術與高周波熱錬（株）的SRIQ組合的復合熱處理方法。特點是：①最表面的化合物層狀態(tài)與鹽浴軟氮化表面狀態(tài)相同，摩擦系數(shù)小，耐磨性高②硬化層比SRIQ深，產生殘余壓應力，疲勞強度高③硬化層是Fe-C-N馬氏體，在溫度升高時，析出ε-Fe2-3N等鐵的氮化物，抑制了回火軟化，提高了剝蝕疲勞強度④PALNIP是低溫處理的鹽浴軟氮化和SRIQ的組合，熱處理變形小。

軟滲碳是AISIN AW公司開發(fā)并應用的短時節(jié)能潔凈化“高頻淬火”與“真空滲碳”組合的復合表面處理技術。該技術滲碳后不進行普通淬火，而是采用高頻淬火。其特點是：①在滲碳工序中不進行淬火，安全性高②處理設備比連續(xù)式滲碳爐節(jié)省空間40%，處理時間縮短55%、③處理工件強度提高18%，變形減少40%。該軟滲碳方法已經實用化于汽車AT（自動變速器）工件的制造。

圖2 PALNIP處理品的硬度分布模式圖及金屬組織

3 熱處理模擬技術

近年來，由于計算機軟件和硬件的高速發(fā)展，帶動高頻熱處理模擬技術不斷進步，目前已經實現(xiàn)了三元解析和動畫化解析（圖3）。

圖3 熱處理模擬事例

現(xiàn)在，高頻熱處理模擬技術能模擬計算工件溫度和馬氏體組織，還可計算熱處理變形和殘余應力。結合實際工件特性修正，使模擬系統(tǒng)的計算條件、物理常數(shù)更準確，促進了熱處理模擬技術的應用。

高周波熱錬（株）將熱處理模擬技術用于加熱線圈的設計和熱處理變形、熱處理裂紋的解析，實現(xiàn)了工件熱處理的穩(wěn)定化。

4 高頻熱處理設備開發(fā)

高周波熱錬（株）作為高頻熱處理設備制造企業(yè)，在實現(xiàn)高頻熱處理設備更省電、更省空間和提高維護、維修性方面進行了許多研究開發(fā)。如下：

完成了雙頻交疊方式的OLP®（Over LaP）感應加熱系統(tǒng)的應用，開發(fā)出雙頻率震蕩的HSW®（Hot SWitching）方式多頻加熱系統(tǒng)，放寬了傳統(tǒng)高頻熱處理設備的頻率限定。

進行了新一代電源“SiC-MOSFET”的開發(fā)。與傳統(tǒng)電源相比，新電源轉換損失小、高溫電氣性能好，小型化（體積縮減40%）和輕量化（重量件輕50%），并且具有高效率化帶來的節(jié)能效果。

開發(fā)出“短時加熱額定電源”，解決了過去按照連續(xù)加熱設計的電源不能解決表面淬火對10s以下的短時間斷式加熱的問題，提高了維護維修性。