高頻感應加熱處理
同樣地,采用中頻感應加熱進(jìn)行齒輪的表面淬火(見(jiàn)下圖),熱量在齒根進(jìn)行傳導,由于齒根的凹面形狀,熱量在傳導的過(guò)程中以指數形式遞減,齒根得到有效的硬化,而齒頂卻硬化不足。如何有效地避免這種現象的發(fā)生呢?事實(shí)證明,淄博市高頻感應加熱設備,采用單頻率感應加熱是無(wú)法實(shí)現這樣的處理任務(wù);如果不同頻率的感應加熱分別處理齒輪的齒根和齒頂,高頻感應加熱設備廠(chǎng),往往導致齒輪的輪廓硬化效果不均衡。而采用同步雙頻感應加熱技術(shù),在同一個(gè)感應線(xiàn)圈同時(shí)輸出兩種頻率進(jìn)行熱處理,這個(gè)問(wèn)題就迎刃而解了。
熱輻射P2=Aeσ(T14-T24),其中,A1是工件表面積,e 是工件表面輻射率,σ是斯潘特-玻爾茲曼常數,T1和T2分別為工件和環(huán)境溫度,單位為K式溫度(K 式溫度為溫度273.15 攝氏度)。在200攝氏度到595攝氏度區間,鋼的輻射率為0.8。
線(xiàn)圈損耗P3就是線(xiàn)圈上的損耗。這個(gè)損耗可以通過(guò)減少感應圈的電阻來(lái)減少。比如,采用高純度的銅管或是超導材料。這個(gè)損耗會(huì )導致感應器發(fā)熱,高頻感應加熱設備價(jià)格,必須進(jìn)行冷卻。
電源功率P=(P1 P二* P3)*n,n為加熱效率,不同的材質(zhì)加熱效率不同。如鋼的加熱效率約為0.6。
(2)頻率計算
工作頻率的選取對透熱的均勻性和節能都有非常重要的意義。在選擇合適的工作頻率時(shí),首先需要了解穿透深度的概念。
穿透深度指的是,大約86%的能量集中的深度。
d=50300
其中,d是穿透深度,單位是c;P1為工作溫度下的感應器電阻率,單位為Ω? cm;f 為工作頻率,單位為Hz;u1為感應圈的相對磁導率,無(wú)單位。
需要注意的是,由于電阻率和導磁率的變化,穿透深度隨著(zhù)溫度的變化而變化。通常電阻率是正溫度系數,也就是說(shuō),電阻率隨著(zhù)溫度的上升而增大,所以,穿透深度會(huì )變深。對于非導磁體材料,穿透深度通常會(huì )變深2-3 倍。對于導磁體,可能隨著(zhù)溫度的升高導致失磁,比如鐵在居里點(diǎn)770 度左右,導磁率會(huì )很快下降到1,穿透深度會(huì )增加20 倍左右。
感加加熱應由于趨膚效應使得在工件中的感應電流分布不均,從而引起工件中每一部分的發(fā)熱量不均,靠近表面得大量電能轉換為熱能,而內部電流小,發(fā)熱也很小,內部的溫度上升主要是靠外表面能量以傳導的方式進(jìn)去的,因此若感應加熱的功率很大,加熱時(shí)間很短,傳導方式根本來(lái)不及傳導到工件內部,焊接等工藝中有嚴格的表面加熱要求,加熱時(shí)間很短,有時(shí)候工件表面的溫度很高了,已經(jīng)燒紅了,甚至融化了,而內部仍然是低溫。
感應加熱涉及的行業(yè)和產(chǎn)品
感應加熱電源具有清潔、節能及易于實(shí)現自動(dòng)化等特點(diǎn)。感應加熱技術(shù)的革新與發(fā)展符合我國對產(chǎn)業(yè)轉型升級的要求,高頻感應加熱設備維修,與建立低碳、綠色節能社會(huì )的目標相一致。2011年,感應加熱電源《節能機電設備(產(chǎn)品)推薦目錄》;中國熱協(xié)也制定了熱處理行業(yè)清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)推廣示范工作計劃,開(kāi)展“重點(diǎn)節能技術(shù)推廣工程”和“清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)示范工程”,感應加熱技術(shù)及其產(chǎn)品也在列。
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