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  知识荟萃

  感应加热技术

  感应热处理技术的本质为依靠交变电流产生的交变磁场(电磁感应现象,1831年由英国物理学家法拉第发现:当闭合电路围绕的区域内存在交变磁场时,电路中会产生感应电流),再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。

  加热线圈中的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路,闭合电路中,感应电流,方向沿导体的圆周方向转圈。导体内部的涡流会产生热量,电阻率越小,则涡流越强,产生的热量越大。

  感应加热技术优势

  表面淬火 表面淬火可替代部分渗碳、调质和氮化工艺。

  局部淬火 能够实现仅对工件的局部进行热处理。

海南4+1   节能热处理 对比渗碳、氮化、调质具有极大优势,当淬火部位与整体质量之差越大,优势越明显。

海南4+1   快速热处理 感应加热单次加工时间一般在2到10秒,此工序类似机加工工序,可安排在生产/自动线上。

  清洁热处理 感应淬火所用冷却介质一般为水或者含添加剂的水溶液,具有良好劳动环境。

  便于机械化及自动化 大批量生产时就能配备步进送料、机械手及机器人操纵等等。

  感应加热技术发展历程

  1831年 法拉第发现了电磁感应,奠定了感应加热的理论基础。

  1868年 福考特提出了涡流理论。

  1916年 美国普林斯顿大学研制出火花式逆变器感应炉用于熔炼金属。

  1930年 前苏联的沃罗格津研制成高频感应炉。

  1939年 沃罗格津出版了首部感应加热专著《感应方法表面淬火》。

  1947年 前苏联于列宁格勒市建立了高频电流科学研究院,后该院改名为沃罗格津研究院。

  1958年 无锡电炉厂相继研制出200~300kHz、30kW、60kW、100kW的闸流式电子管高频电源。

  1964年 晶闸管被设计并应用于逆变器。

  1969年 第一台540Hz全固态电源建成。

海南4+1   1972年 第一台50kHz电源建成。

  1973年 LED诊断控制屏用于故障显示。

  1974年 电源设备冷却系统改进,第一台压力闭路循环冷却系统使用于整个加热系统的冷却。

  1978年 第一台效率为97%的固态电源建成。

  1980年 工业发达国家实际上淘汰了机式发电机及倍频器。无锡电炉厂研制了半导体硅堆式电子管电源并投入生产。

  1985年 无锡电炉厂开始在电子管电源上采用三相锁相环数字脉冲触发电路。

  1990年 无锡电炉厂成功研制了并联式IGBT固态电源。

  1998年 无锡电炉厂成功研制了串联式IGBT固态电源。

  感应加热技术应用范围

  汽车工业:除了提高耐磨性,更能提高扭转疲劳强度和弯曲疲劳强度:如曲轴、凸轮轴、半轴、齿轮等。

  农业与工程机械海南4+1:除了发动机部分类似汽车工业外,其行走部分的应用:驱动轮、导向轮、支重轮、销、气门摇臂、推土机刀片等。

  机床制造业:主轴箱的变速齿轮、主轴、变速叉、导轨表面及各种耐磨小件。

  重型机械:大模数传动齿轮、挖掘机的铲齿版。

  轴承工业:轴承圈,特别是大型轴承圈的滚道、铁路轴承等。采用感应淬火的比例在逐年上升。

  铁路行业:铁道部已建立起10多条钢轨感应淬火生产线,用于60kg及以上的钢轨全长淬火;另包括内燃机的相关零件。

  石油钻机:油管、抽油杆及接箍部分均采用感应淬火。

  冶金机械海南4+1:轧辊采用双频感应淬火,已达到最佳加热深度;其他如大模数齿轮、钢管焊缝退火或回火。

  纺织机械:纺机锭杆等零件采用感应淬火和回火。 建筑材料:预应力钢筋淬火及焊缝退火。

  电子管(真空管)式高频电源

  电子管式高频感应加热电源在高频率,甚至超高频率、大功率方面有较宽广的适应性。在可靠性、稳定性与便捷性方面具有一定优势;加之“调压——整流——振荡——负载”的一机化设计与新型元器件的采用,使其仍被广泛使用。

  由于电子管式电源出现年代较早,其能耗大、体积大、属于高压设备且危险性高,且效率偏低,最多只能达到50%。故在某些领域已被IGBT固态电源等替代。但用户可根据客观条件与需求进行选用。

  IGBT式固态高频电源

海南4+1   设备总体效率可达90%以上,且在节能、节水方面效果显著。设备本身没有高压,安全性能好。

海南4+1   串联式和并联式电源的区别在于各自所用振荡电路不同。并联式IGBT电源采用并联逆变器,L、R和C并联。串联式IGBT电源采用串联逆变器,L、R和C串联。

  加工中心特点

  1.加工中心效率可达90%以上,属节能环保型产品

  2.频率范围广,可满足多种工艺要求,工艺调整简单

  3。可配备完整的工况管理与记录系统

  4。工作状态安全可靠

  5.通过添加包含过压、过流、过热等多种可靠的保护功能来保证系统安全

  6.操作简便,自动化程度高,维护方便

  选择高频感应热处理的理由

  A、节能

  炉种/工艺 每吨零件能耗(KW·h/t)

  箱式炉 448

  盐浴炉 250

  井式炉 748

海南4+1   调质 844

  正火 442

  退火 580

  碳氮共渗 1708

  渗碳 1324

  高频 327

  B、提高强度与寿命

海南4+1   加热速度快,能获得超细化的奥氏体晶粒。表面压应力大,极大地提高疲劳强度和疲劳寿命。

  C、满足特殊工艺要求

海南4+1   能局部淬火也能整体淬火。加热时间短,氧化少。

  D、符合环境保护要求

  无废气、无废水、无噪音,劳动强度低、省人、省时、省工。

  频率与淬硬深度的数量关系:

  频率KHZ 淬硬深度mm

  30-50 4-5

海南4+1   50-200 3-4

  200-250 2-3

  250-350 1-2

  350-450 0。7-1

  高频淬火前、后的热处理:

  1、预先热处理:着重强调提高耐磨性的零件一般采用正火处理着重强调提高高强度及高耐磨性的零件或薄壁零件一般采用调质处理

  2、最终热处理:回火处理;180-300℃

  高频维护常识:

  l、设备不得超负荷运行,一切保护装置、指示灯应做到随坏随换。

  2、每月用500V-MΩ表测量绝缘电阻一次,阳极电路绝缘电阻不得低于100MΩ(无水时测定),栅极电

  路绝缘电阻不得低于20MΩ,低压电路绝缘电阻不得低0。5-1MΩ

  3、振荡管在搬运时应注意防震,存放直立,不得倒置。

  4、振荡管工作500小时后,应清洗掉阳极水垢,清洗方法:先用 10%(质量分数)的盐酸洗掉阳板水垢后,再用温水洗净酸液,不允许用机械方法刮去水垢。

  高频设备的水冷却:

  电阻率4KΩcm 水的硬度0.17G/L,供水压力为0.12-0.20MPa,设备进水温度应保持在15-30℃之间。

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