为了对沿齿廓淬火有一仿形概念,引入了仿形率这一术语。
仿形率=(100-(Ds/h)*100)*%
式中 Ds——齿顶处的硬化层深度(测至HV450);
h——齿高。
表3 三种热处理工艺的参数测量结果
由上表可以看出,双频淬火后,齿轮的残余压应力极限,接近800MPa。该公司认为,高频热处理(淬火),齿轮双频感应淬火能得到比单频淬火及渗碳淬火齿轮更高的强度,变形小更是其突出优势。
结论
· 齿轮同步双频感应淬火,可以取代某些齿轮的渗碳淬火工艺,热处理高频机,明显的优点是变形量小,生产效率高,同时低成本,节能,环境污染小;
齿轮同步双频感应淬火设备操作简单方便,适合大批量、流水化生产;
结合先进的技术,可以很好的匹配频率及功率;
搭配相应的机械结构可以实现全自动化或半自动化生产,节约人工成本。
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,高频热处理,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。
感加加热应由于趋肤效应使得在工件中的感应电流分布不均,从而引起工件中每一部分的发热量不均,靠近表面得大量电能转换为热能,而内部电流小,发热也很小,内部的温度上升主要是靠外表面能量以传导的方式进去的,超高频热处理,因此若感应加热的功率很大,加热时间很短,传导方式根本来不及传导到工件内部,焊接等工艺中有严格的表面加热要求,加热时间很短,有时候工件表面的温度很高了,已经烧红了,甚至融化了,而内部仍然是低温。
感应加热涉及的行业和产品
感应加热电源具有清洁、节能及易于实现自动化等特点。感应加热技术的革新与发展符合我国对产业转型升级的要求,与建立低碳、绿色节能社会的目标相一致。2011年,感应加热电源《节能机电设备(产品)推荐目录》;中国热协也制定了热处理行业清洁生产先进技术推广示范工作计划,开展“重点节能技术推广工程”和“清洁生产先进技术示范工程”,感应加热技术及其产品也在列。
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