单頻率感应加热的疑惑
大家都知道,与别的传统式的热处理工艺方法对比,感应加热热处理具备工件表面强度高、延性低、疲劳极限高、工件表面性价比高(不容易空气氧化渗碳)、形变小,及其加温温度、淬硬层深层等主要参数非常容易操纵等特性。殊不知针对相近齿轮那样具备凸凹表面的构造的工件来讲,基本的单频感应加热技术性就没法完成比较满意的解决实际效果。因为齿轮存有凸形和球面,选用高频率感应加热开展齿轮表面热处理(见下面的图),感应电动势所造成的发热量快速传输,啮合角获得彻底硬底化,可是齿根硬底化不够。除此之外,这类解决方式还非常容易在齿根表面提升残余地应力,造成 开裂产生。
热辐射P2=Aeσ(T14-T24),其中,A1是工件表面积,e 是工件表面辐射率,σ是斯潘特-玻尔兹曼常数,T1和T2分别为工件和环境温度,单位为K式温度(K 式温度为温度273.15 摄氏度)。在200摄氏度到595摄氏度区间,钢的辐射率为0.8。
线圈损耗P3就是线圈上的损耗。这个损耗可以通过减少感应圈的电阻来减少。比如,采用高纯度的铜管或是超导材料。这个损耗会导致感应器发热,必须进行冷却。
电源功率P=(P1 P二* P3)*n,n为加热效率,不同的材质加热效率不同。如钢的加热效率约为0.6。
(2)频率计算
工作频率的选取对透热的均匀性和节能都有非常重要的意义。在选择合适的工作频率时,首先需要了解穿透深度的概念。
穿透深度指的是,大约86%的能量集中的深度。
d=50300
其中,d是穿透深度,单位是c;P1为工作温度下的感应器电阻率,单位为Ω· cm;f 为工作频率,单位为Hz;u1为感应圈的相对磁导率,无单位。
需要注意的是,由于电阻率和导磁率的变化,穿透深度随着温度的变化而变化。通常电阻率是正温度系数,也就是说,电阻率随着温度的上升而增大,所以,穿透深度会变深。对于非导磁体材料,穿透深度通常会变深2-3 倍。对于导磁体,可能随着温度的升高导致失磁,比如铁在居里点770 度左右,导磁率会很快下降到1,穿透深度会增加20 倍左右。
超高频率主要用途
热处理工艺领域:感应加热从源头上更改了传统式的加热方式,能够迅速加热,环保节能的目地。
比如:五金、电动式和木匠工具(如台钳、锤、大力钳、扳子、斧子、刨刀等)的高烦热处理解决;各种各样汽、摩零配件(如发动机曲轴、曲轴连杆、活塞杆梢、发动机凸轮轴、气缸、传动齿轮、拔叉、齿轮轴、传动系统传动轴、齿轮轴、拐臂轴等)的高频淬火解决;液压系统(如柱塞泵、凸轮泵的电机转子等)的高频淬火解决; 金属复合材料的退火解决:如金属线材的退火、非晶带材持续加热退火、无缝钢管加热弯头、砸头、无缝钢管拉申、不锈钢制品的退火等;
高频率焊接:主要是用以高频率感应加热纤焊,比如各种各样数控刀片车床车刀、刨刀、车刀等机械加工具的焊接;各种各样麻花钻及打孔钻的焊接,致冷、暖通行业冷却器、空调蒸发器及各种各样管道件及零配件焊接、不一样金属复合材料的复合型焊接等。
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