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知識薈萃

感應加熱技術

感應熱處理技術的本質為依靠交變電流產生的交變磁場(電磁感應現象,1831年由英國物理學家法拉第發現:當閉合電路圍繞的區域內存在交變磁場時,電路中會產生感應電流),再利用交變磁場來產生渦流達到加熱的效果。

加熱線圈中的導體在圓周方向是可以等效成一圈圈的閉合電路,閉合電路中,感應電流,方向沿導體的圓周方向轉圈。導體內部的渦流會產生熱量,電阻率越小,則渦流越強,產生的熱量越大。

感應加熱技術優勢 

表面淬火  表面淬火可替代部分滲碳、調質和氮化工藝。
局部淬火  能夠實現僅對工件的局部進行熱處理。
節能熱處理  對比滲碳、氮化、調質具有極大優勢,當淬火部位與整體質量之差越大,優勢越明顯。
快速熱處理  感應加熱單次加工時間一般在2到10秒,此工序類似機加工工序,可安排在生產/自動線上。
清潔熱處理  感應淬火所用冷卻介質一般為水或者含添加劑的水溶液,具有良好勞動環境。
便于機械化及自動化  大批量生產時就能配備步進送料、機械手及機器人操縱等等。

感應加熱技術發展歷程

1831年 法拉第發現了電磁感應,奠定了感應加熱的理論基礎。
1868年 福考特提出了渦流理論。
1916年 美國普林斯頓大學研制出火花式逆變器感應爐用于熔煉金屬。
1930年 前蘇聯的沃羅格津研制成高頻感應爐。
1939年 沃羅格津出版了首部感應加熱專著《感應方法表面淬火》。
1947年 前蘇聯于列寧格勒市建立了高頻電流科學研究院,后該院改名為沃羅格津研究院。
1958年 無錫電爐廠相繼研制出200~300kHz、30kW、60kW、100kW的閘流式電子管高頻電源。
1964年 晶閘管被設計并應用于逆變器。
1969年 第一臺540Hz全固態電源建成。
1972年 第一臺50kHz電源建成。
1973年 LED診斷控制屏用于故障顯示。
1974年 電源設備冷卻系統改進,第一臺壓力閉路循環冷卻系統使用于整個加熱系統的冷卻。
1978年 第一臺效率為97%的固態電源建成。
1980年 工業發達國家實際上淘汰了機式發電機及倍頻器。無錫電爐廠研制了半導體硅堆式電子管電源并投入生產。
1985年 無錫電爐廠開始在電子管電源上采用三相鎖相環數字脈沖觸發電路。
1990年 無錫電爐廠成功研制了并聯式IGBT固態電源。
1998年 無錫電爐廠成功研制了串聯式IGBT固態電源。

感應加熱技術應用范圍

汽車工業:除了提高耐磨性,更能提高扭轉疲勞強度和彎曲疲勞強度:如曲軸、凸輪軸、半軸、齒輪等。
農業與工程機械:除了發動機部分類似汽車工業外,其行走部分的應用:驅動輪、導向輪、支重輪、銷、氣門搖臂、推土機刀片等。
機床制造業:主軸箱的變速齒輪、主軸、變速叉、導軌表面及各種耐磨小件。
重型機械:大模數傳動齒輪、挖掘機的鏟齒版。
軸承工業:軸承圈,特別是大型軸承圈的滾道、鐵路軸承等。采用感應淬火的比例在逐年上升。
鐵路行業:鐵道部已建立起10多條鋼軌感應淬火生產線,用于60kg及以上的鋼軌全長淬火;另包括內燃機的相關零件。
石油鉆機:油管、抽油桿及接箍部分均采用感應淬火。
冶金機械:軋輥采用雙頻感應淬火,已達到最佳加熱深度;其他如大模數齒輪、鋼管焊縫退火或回火。
紡織機械:紡機錠桿等零件采用感應淬火和回火。 建筑材料:預應力鋼筋淬火及焊縫退火。

電子管(真空管)式高頻電源

国产大量精品视频网站  電子管式高頻感應加熱電源在高頻率,甚至超高頻率、大功率方面有較寬廣的適應性。在可靠性、穩定性與便捷性方面具有一定優勢;加之“調壓——整流——振蕩——負載”的一機化設計與新型元器件的采用,使其仍被廣泛使用。

国产大量精品视频网站 由于電子管式電源出現年代較早,其能耗大、體積大、屬于高壓設備且危險性高,且效率偏低,最多只能達到50%。故在某些領域已被IGBT固態電源等替代。但用戶可根據客觀條件與需求進行選用。

IGBT式固態高頻電源

設備總體效率可達90%以上,且在節能、節水方面效果顯著。設備本身沒有高壓,安全性能好。

串聯式和并聯式電源的區別在于各自所用振蕩電路不同。并聯式IGBT電源采用并聯逆變器,L、R和C并聯。串聯式IGBT電源采用串聯逆變器,L、R和C串聯。
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加工中心特點

1.加工中心效率可達90%以上,屬節能環保型產品
2.頻率范圍廣,可滿足多種工藝要求,工藝調整簡單
3.可配備完整的工況管理與記錄系統
4.工作狀態安全可靠
5.通過添加包含過壓、過流、過熱等多種可靠的保護功能來保證系統安全
6.操作簡便,自動化程度高,維護方便

 

選擇高頻感應熱處理的理由

 A、節能

爐種/工藝  每噸零件能耗(KW·h/t)
箱式爐  448
鹽浴爐  250
井式爐  748
調質  844
正火  442
退火  580
碳氮共滲  1708
滲碳  1324
高頻  327
    
B、提高強度與壽命
   加熱速度快,能獲得超細化的奧氏體晶粒。表面壓應力大,極大地提高疲勞強度和疲勞壽命。
   
 C、滿足特殊工藝要求
   能局部淬火也能整體淬火。加熱時間短,氧化少。
   
D、符合環境保護要求
   無廢氣、無廢水、無噪音,勞動強度低、省人、省時、省工。
    
    
頻率與淬硬深度的數量關系:
   
頻率KHZ  淬硬深度mm
30-50  4-5
50-200  3-4
200-250  2-3
250-350  1-2
350-450  0.7-1
    

高頻淬火前、后的熱處理:

   1、預先熱處理:著重強調提高耐磨性的零件一般采用正火處理著重強調提高高強度及高耐磨性的零件或薄壁零件一般采用調質處理
   2、最終熱處理:回火處理;180-300℃
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高頻維護常識:

   l、設備不得超負荷運行,一切保護裝置、指示燈應做到隨壞隨換。
   2、每月用500V-MΩ表測量絕緣電阻一次,陽極電路絕緣電阻不得低于100MΩ(無水時測定),柵極電
路絕緣電阻不得低于20MΩ,低壓電路絕緣電阻不得低0.5-1MΩ
   3、振蕩管在搬運時應注意防震,存放直立,不得倒置。
   4、振蕩管工作500小時后,應清洗掉陽極水垢,清洗方法:先用 10%(質量分數)的鹽酸洗掉陽板水垢后,再用溫水洗凈酸液,不允許用機械方法刮去水垢。
   
高頻設備的水冷卻
   電阻率4KΩcm 水的硬度0.17G/L,供水壓力為0.12-0.20MPa,設備進水溫度應保持在15-30℃之間。

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