單頻率感應(yīng)加熱的疑惑
大家都知道,與別的傳統(tǒng)式的熱處理工藝方法對(duì)比,感應(yīng)加熱熱處理具備工件表面強(qiáng)度高、延性低、疲勞極限高、工件表面性價(jià)比高(不容易空氣氧化滲碳)、形變小,及其加溫溫度、淬硬層深層等主要參數(shù)非常容易操縱等特性。殊不知針對(duì)相近齒輪那樣具備凸凹表面的構(gòu)造的工件來講,基本的單頻感應(yīng)加熱技術(shù)性就沒法完成比較滿意的解決實(shí)際效果。因?yàn)辇X輪存有凸形和球面,選用高頻率感應(yīng)加熱開展齒輪表面熱處理(見下面的圖),感應(yīng)電動(dòng)勢所造成的發(fā)熱量快速傳輸,嚙合角獲得徹底硬底化,可是齒根硬底化不夠。除此之外,這類解決方式還非常容易在齒根表面提升殘余地應(yīng)力,造成 開裂產(chǎn)生。
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(shù),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(qū)間,鋼的輻射率為0.8。
線圈損耗P3就是線圈上的損耗。這個(gè)損耗可以通過減少感應(yīng)圈的電阻來減少。比如,采用高純度的銅管或是超導(dǎo)材料。這個(gè)損耗會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)器發(fā)熱,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(jì)算
工作頻率的選取對(duì)透熱的均勻性和節(jié)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(yīng)器電阻率,單位為Ω? cm;f 為工作頻率,單位為Hz;u1為感應(yīng)圈的相對(duì)磁導(dǎo)率,無單位。
需要注意的是,由于電阻率和導(dǎo)磁率的變化,穿透深度隨著溫度的變化而變化。通常電阻率是正溫度系數(shù),也就是說,電阻率隨著溫度的上升而增大,所以,穿透深度會(huì)變深。對(duì)于非導(dǎo)磁體材料,穿透深度通常會(huì)變深2-3 倍。對(duì)于導(dǎo)磁體,可能隨著溫度的升高導(dǎo)致失磁,比如鐵在居里點(diǎn)770 度左右,導(dǎo)磁率會(huì)很快下降到1,穿透深度會(huì)增加20 倍左右。
超高頻率主要用途
熱處理工藝領(lǐng)域:感應(yīng)加熱從源頭上更改了傳統(tǒng)式的加熱方式,能夠迅速加熱,環(huán)保節(jié)能的目地。
比如:五金、電動(dòng)式和木匠工具(如臺(tái)鉗、錘、大力鉗、扳子、斧子、刨刀等)的高煩熱處理解決;各種各樣汽、摩零配件(如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、曲軸連桿、活塞桿梢、發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸、氣缸、傳動(dòng)齒輪、拔叉、齒輪軸、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)軸、齒輪軸、拐臂軸等)的高頻淬火解決;液壓系統(tǒng)(如柱塞泵、凸輪泵的電機(jī)轉(zhuǎn)子等)的高頻淬火解決; 金屬復(fù)合材料的退火解決:如金屬線材的退火、非晶帶材持續(xù)加熱退火、無縫鋼管加熱彎頭、砸頭、無縫鋼管拉申、不銹鋼制品的退火等;
高頻率焊接:主要是用以高頻率感應(yīng)加熱纖焊,比如各種各樣數(shù)控刀片車床車刀、刨刀、車刀等機(jī)械加工具的焊接;各種各樣麻花鉆及打孔鉆的焊接,致冷、暖通行業(yè)冷卻器、空調(diào)蒸發(fā)器及各種各樣管道件及零配件焊接、不一樣金屬復(fù)合材料的復(fù)合型焊接等。
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