雙頻感應加熱技術(shù)介紹
由于趨膚效應的存在,使得在工件熱處理中很難通過(guò)單一頻率對類(lèi)似于齒輪這樣表面凹凸工件進(jìn)行均勻加熱。如果采用中頻進(jìn)行加熱,感應電流透入深度會(huì )很大,齒輪上產(chǎn)生的感應電流只通過(guò)齒底,不通過(guò)齒頂,齒底比齒頂升溫快,從而導致齒底硬化良好而齒頂硬化不足;而如果采用高頻加熱,由于感應電流透入深度較小,只能對齒輪的齒頂進(jìn)行加熱,齒底比齒頂升溫慢,從而導致齒頂硬化良好而齒底硬化不足。
單一頻率加熱齒輪受熱不均勻,易產(chǎn)生較大變形或裂紋,合格率低。
圖3 齒輪單一頻率加熱效果左(中頻)右(高頻)
因此單一頻率加熱,無(wú)論采用高頻還是中頻都很難得到理想的加熱效果。如果可以將高頻和中頻結合起來(lái)對齒輪加熱,就可以很好地解決該問(wèn)題,雙頻感應加熱在這種情況下便具有了獨特的優(yōu)勢。雙頻感應加熱采用高頻加熱齒頂,中頻加熱齒根來(lái)達到對齒輪類(lèi)工件表面均勻加熱的目的。使用雙頻加熱時(shí)齒輪加熱效果如圖4所示,這時(shí)齒頂和齒根都能得到有效硬化,得到較好的仿形淬硬層。
不言而喻,金屬坯料鍛造之前必須對坯料加熱。凡是能使金屬溫度升高的至鍛造工藝要求的熱源都可以利用,高頻熱處理,但選擇加熱設備仍需考略能源的經(jīng)濟性,加熱設備建造的投入成本,加熱溫度控制的可能性、穩定性,以滿(mǎn)足環(huán)保所提出的要求。
2.2 感應加熱介紹
感應加熱多數用于工業(yè)金屬零件表面淬火、金屬熔煉、棒料透熱、刀具焊接等多個(gè)領(lǐng)域,是使工件內部產(chǎn)生一定的感應電流,形成渦流,高頻熱處理爐,迅速加熱零件表面,達到表面迅速加熱,甚至透熱融化的效果。
圖2 感應加熱
1)感應加熱可以使金屬物體瞬間被加熱到所需的溫度;
2)感應加熱不需要象其它加熱方式那樣,先產(chǎn)生高溫后再去加熱金屬物體,它可以在金屬物中直接產(chǎn)生高溫;
3)感應加熱不但可以使金屬物體整體加熱,也可以選擇性地對每個(gè)部位進(jìn)行局部加熱;
4)感應加熱是一種加熱方式的革命,同樣是電能加熱,它卻可以比電爐、電烘箱等節電百分之四十。
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,高頻熱處理(淬火),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,超高頻熱處理,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,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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