第7章 热处理感应加热装置2013

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我的良师益友——沈庆通先生

我的良师益友——沈庆通先生
2016年沈先生寄给我一 本英文版有关感应加热的书 《Induction Heating》,是2016 年德国Vulkan Verlag GmbH出版 的。当时,因为我正在参加编写 一本有关贝氏体相变的书《贝氏
体相变新论》,此书由刘宗昌等 6人编著,于2019年6月份在武 汉出版发行,所以没有时间参加 此书的翻译工作,引为憾事。但 沈先生让我参加这本书的翻译工 作,实在是对我的巨大信任和又 一次提携。
2019060
我与沈庆通先生相识于1964 年11月的长春第一届全国高频热 处理学术会议。在大会上,我做 了“中小模数齿轮中频淬火”的 学术报告。文中介绍了1958年美 国一家公司用700kW、9600Hz大 功率中频电源处理坦克齿轮(齿 轮直径493.7mm、齿宽82.5mm、 模数6.25)代替渗碳淬火的先进 方法,获得与会者的欢迎。从此 与沈庆通先生结下了不解之缘。 从1964年到现在已有半个多世 纪,我们一直保持着通信往来。
沈庆通先生是为我国感应热 处理学术水平的提高和生产技术 进步做出了卓越贡献的专家和学 者,他也是一位诲人不倦、培养 了许多年轻感应热处理工作者的 优秀导师,他严谨治学、勤于钻 研、热心助人和无私奉献的精神 堪为热处理同仁和学界的楷模。
值此“2019年第4届高端 感应热处理技术交流会”召开 之际,我衷心祝愿我的良师益 友——沈庆通先生老当益壮,身 体健康,长寿百岁。
在这漫长的半个多世纪里, 沈先生在感应热处理领域里一直 在帮助、指导和提携着我。
我比沈先生小8岁,很明显 他是我的老师。凡是我在生产中 遇到问题(主要涉及感应器设 计),当我写信向他求教时,他
都会给我详细的解答,有时信 件长达3~4页。他诲人不倦的 精神,一直鼓励着我,帮助我成 长。
2007年正逢《热处理手册》 第4版进行修订,沈先生又推荐 我参加手册第3卷第7章热处理感 应加热及火焰加热装置的修订编 写工作。因为我曾于1987年出版 了专著《火焰表面淬火》一书, 所以沈先生很重视我在火焰加热 方面的研究成果,让我参加了手 册的修订,是沈先生对我的提 携。

感应加热设备概述PPT(共 67张)

感应加热设备概述PPT(共 67张)

§14.1 感应加热概述
涡流由表面向心部衰减规律(指数规律)
Ix I0exp(2c
f
x)
I0-表面涡流强度 c-光速 ρ-工件材料的电阻率 μ-工件材料的导磁率 x-距工件表面的距离 f-交流电频率
§14.1 感应加热概述
当f 很高时,电流大部分集中在导体表面,心部已 无电流,这样导致导体的有效电阻增加,导体发 热显著增加。
热处理原理、工艺及设备
PRINCIPLES, TECHNOLOGY AND EQUIPMENTS FOR HEAT TREATMENT
第三部分 热处理设备(4)
Equipments for Heat Treatment
§14 感应加热设备
随着科学技术的发展,表面热处理技术得到了 广泛的应用。表面热处理可以提高产品质量,缩短 生产周期和改善劳动条件,提高生产组织水平。目 前应用最广泛的表面热处理是感应热处理,它可应 用于淬火、回火、正火、调质、透热等,适用于机 械化大生产,可通过计算机控制实现无人操作。
§14.1 感应加热概述
在感应器的导电管 之间,如多匝感应 器的匝与匝之间存 在邻近效应,感应 器与加热工件之间 也存在邻近效应, 在感应器的设计中 ,巧妙利用邻近效 应可提高感应器的 效率。
§14.1 感应加热概述
3、圆环效应 定义:当高频电流流过环形导体时,电流在导体
横截面上的分布将发生变化,此时电流仅仅集中 在圆环的内侧,这种现象叫圆环效应。 圆环的曲率半径越小,径向宽度越大,圆环效应 也越明显; 电流的频率越大,圆环效应也越显著。 圆环效应有利于感应器对外圆柱 零件的表面感应加热,但不利于 对工件内孔进行加热。
§14.1 感应加热概述

热处理手册第三版全四卷

热处理手册第三版全四卷

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本手册是一部热处理专业的综合工具书,本版为第3版,共4卷。

第1卷-工艺基础,第2卷-典型零件热处理,第3卷-热处理设备和工辅材料,第4卷-热处理质量控制和检验。

第1卷,共10章。

内容包括金属的热处理加热和冷却、钢铁热处理及表面热处理、非铁金属和合金的热处理、铁基粉末合金件和硬质合金的热处理、功能材料的热处理等。

邮购单价:72元。

第2卷,共19章。

内容包括齿轮、滚动轴承零件、弹簧、紧固件、大型铸锻件、工模量具、汽车拖拉机零件、金属切削机床零件、气动工具及钻探机械零件、液压元件、轻工产品零件和飞机零件等的热处理。

此外,还论述了热处理工艺制订原则和程序及零件的热处理工艺性。

邮购单价:72元。

第3卷,共15章。

内容包括设备分类、筑炉材料、燃烧加热器和电热元件、耐热金属构件、炉子配套器件、热工仪表、传感器、各种热处理炉结构、热处理工辅材料等。

邮购单价:80元。

第4卷,共11章。

内容包括金属化学成分检验、宏观组织和断口分析、显微组织分析、力学性能试验、无损检测、内应力测定、物理性能测试及试验研究方法、金属腐蚀试验、金属制品的失效分析方法、热处理质量的管理与控制和常用数据及单位换算等。

第七章感应热处理设备-课十九

第七章感应热处理设备-课十九

按工作频率的不同,分为:高、超音频、中频、工频感应加热设备
(1)工频感应加热设备。
感应器直接与供电网路连接,频率为50 Hz,
淬硬层深度可大于10mm,适用于大型工件(例如
冷轧辊)的表面淬火、大中型工件或毛坯的穿透加
热。
(2)中频感应加热设备。
通常是指500~10000Hz的变频设备,它是将
50Hz的工频交流电转换成上述频率范围,淬硬层
降低到其数值等于表面最大涡 流强度的0.368倍时,该处到 表面的距离就称做电流透入深 度。
2.邻近效应 两个通过交流电流的导 体彼此相距很近时,则每个 导体内的电流将重新分布, 如图9—2所示。
电流瞬时方向相反时,则最大电流密度就出现在两导 体相邻的一面; 当导体内电流的瞬时方向相同,则最 大电流密度将出现在两导体相背的一面。
热处理设备
主讲教师:范涛
北华航天工业学院 金属材料工程教研室
1
课十九 第七章 感应加热设备
本章主要内容: § 9 —1 感应热处理的基本原理 § 9 —2 感应热处理设备的选择 § 9 —3 感应器设计概要 § 9— 4 淬火机床及其它表面加热装置简介
2
表面热处理可以提高产品质量、缩短生产周期 和改善劳动条件,提高生产组织水平。目前应用 最广泛的是感应热处理。它适用机械化大生产, 可通过计算机控制实现无人操作。
这种电流向一侧集中的现象叫邻近效应。导体内 电流的频率越高,导体间距越小,邻近效应越明显。
3.圆环效应 当交变电流通过环形导体时,电流在导体横截面
上的分布将发生变化,此时电流仅仅集中在圆环的内 侧,这种现象叫圆环效应(点击)。圆环的曲率半径越小, 径向宽度越大,圆环效应也越显著。

4.尖角效应 当感应器与工件间的距离相同,在工件尖角处的加热

锻压和热处理中的感应加热技术

锻压和热处理中的感应加热技术

来加 热 ,所需 功率 可按 下式计算 。
P:

生一个选择性很高的热源 ,即产生集 肤效应 。感应加 热 不依靠 外部热源 ,也不要求工件 与感 应线 圈接触 ,而是 利用受 热工 件 自身作为热源。可根据 频率选择 不 同的加
式中 P ——感应加热电源所需的输出功率 ; 卜

璎 黟 .
≯; 黪 嚣 量。 一
计算频率时,现有的热处理 淬火设备 中,中频 电源

( 接第 4 上 2页 )
给量过大 ,则会展宽过 多,使坯料侧 面承受过大 的拉应
般在 7— 0 H 之 间 ,那 是 由于频率 的选 择直 接影 响 1k z
工件的加 热方 式、淬火 质量 及感 应 器 的设 计。依 据经
经验公式 :


基础 ,来计算 和设计感应 加热 装置 中的感 应器 与负载变 压器等 的一 门技术 。

2 .感应加热设备的组成
锻压 和热处理生产 中的感 应加热设备 大多数 由以下
式中 D —— 坯料直径 ,m。 当 D= .5 00 m时 ,加 热 频率 段 为 84—16 H ,取 3 68 z
3 .感应加热设备功率及频率选择
( ) 锻压生产 中,坯料大部分用透热式感 应加热炉 1
竹 —— 中频淬火变压器与感应器 的效率之积 ;
感应加热 电源所需 的输 出功率 。
参磊 工热 工 丝 箜m et !生i ! ■ 加 塾 塑 重 a| Or整!980.圈 k ng1 com 塑 WWW. w
角淬火机床 的控制和操作 系统现在多 以数控为 主。 圆角 淬火机床 中运动轴多 以伺服 电动机来驱 动 ,具有 工作效 率高 、定位准确及加工 的产 品质量 高等优点 。

材料科学基础 第七章 钢的热处理

材料科学基础 第七章  钢的热处理
在某些铁合金以及镍与其他有色金属中,奥氏体冷却转变为马氏 体,重新加热时已形成的马氏体又能无扩散地转变为奥氏体,这就 是马氏体转变的可逆性。
(2)马氏体的转变机制: 1)K-S关系(Курдюмов-Sachs)
由于转变时新相和母相始终保持切变共格性,因此马氏体转变 后新相和母相之间存在一定的结晶学位向关系。
第一种是珠光体,其形成温度为A1~650℃,片层较厚,一般在 500倍的光学显微镜下即可分辨。用符号“P”表示。
第二种是索氏体,其形成温度为650℃~600℃,片层较薄,一般 在800~1000倍光学显微镜下才可分辨。用符号“S”表示。
第三种是托氏体,其形成温度为600℃~550℃,片层极薄,只有 在电子显微镜下才能分辨。用符号“T”表示。Βιβλιοθήκη 姓名 李小红 刘兵 曾小玲
语文
数学 85 83 81
英语 93 94 89
物 90
珠光体组织
25μ
• 珠光体转变过程 奥氏体转变为珠光体的过程也是形核和长大的过程。 珠光体转变是一种扩散型转变,即铁原子和碳原子均进行扩散。
Fe3C
Fe3C
α
P
珠光体转变过程示意图
二、贝氏体转变(Bainite)
一、过冷奥氏体转变曲线 • 过冷奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)
共析碳钢过冷奥氏体的 等温转变曲线。纵坐标表示 转变温度,横坐标表示转变 时间。它反映了奥氏体在快 速冷却到临界点以下在各不
800
温 度 700 ℃ 600
A1 珠光体转变开始
P A
同温度的保温过程中,温度、 500 时间与转变组织、转变量的
一、珠光体转变(Pearlite)
• 珠光体组织
在温度A1以下至550℃左右的温度范围内,过冷奥氏体转变产物是 珠光体,即形成铁素体与渗碳体两相组成的相间排列的层片状的机 械混和物组织,所以这种类型的转变又叫珠光体转变。

感应加热热处理原理与技术

感应加热热处理原理与技术
感应加热热处理原理与技术
用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这种热处理工艺常用于表面淬火,也可用于局部退火或回火,有时也用于整体淬火和回火。20世纪30年代初,美国、苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火。随着工业的发展,感应加热热处理技术不断改进,应用范围也不断扩大。
基本原理 将工件放入感应器(线圈)内,当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀,工件表层电流密度很高,向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能,使表层的温度升高,即实现表面加热。电流频率越高,工件表层与内部的电流密度差则越大,加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却,即可实现表面淬火。
设备 感应加热热处理的设备主要由电源设备、淬火机床和感应器组成。 电源设备的主要作用是输出频率适宜的交变电流。高频电流电源设备有电子管高频发生器和可控硅变频器两种。中频电流电源设备是发电机组。一般电源设备只能输出一种频率的电流,有些设备可以改变电流频率,也可以直接用50赫的工频电流进行感应加热。
感应加热是一项先进的技术,与火焰炉和电阻炉加热相比较,其主要优点有:
(1)加热速度快,可以成倍提高加热设备的生产率,可与其他工艺设备组成连续的生产线。
(2)加热时间短,效率高,感应加热炉的效率可达60%—70%,感应熔炼炉的效率可达到65%~75%,而火焰炉的加热效率仅有20%左右,电阻炉的加热效率只有40%左右。
感应加热淬火机床的主要作用是使工件定位并进行必要的运动。此外还应附有提供淬火介质的装置。淬火机床可分为标准机床和专用机床,前者适用于一般工件,后者适用于大量生产的复杂工件。

浅谈感应加热技术

浅谈感应加热技术

浅谈感应加热技术作者:刘联春来源:《中国新技术新产品》2013年第12期摘要:随着世界经济的加快发展,能源变得越来越短缺,应用感应加热技术的重要性显得尤为突出。

本文简要的谈谈感应加热技术的实际应用,以及与感应加热技术相关的知识,希望为我国的感应加热技术的应用及发展添砖加瓦。

关键词:感应加热;技术;应用中图分类号:TG15 文献标识码:A1 概述科学技术的进步带动了电力电子技术和电力半导体器件的开发和发展,使得感应加热装置以全新的面貌出现在人们的面前,这种变化的突出的表现为:质量轻、体积小、性能优越、功能强、低碳经济、节能环保。

笔者结合自己多年的感应装置的实践经验和理论研究,简要的介绍感应加热技术的原理、应用以及发展,以促进我国的感应加热技术的发展。

2 感应加热技术的原理众所周知,创立“现代感应加热”的概念的先贤是大科学家法拉第,它产生的依据是初级线圈中电流的变化,在相近的闭合次级的线圈中根据电流的感应而提出来的。

在金属工件的加热的过程中,应该在需要加热的工件外面加上一层感应线圈,当某一频率的交流电通过金属外面的缠绕的感应线圈时,就能够自动的产生一种频率交变磁通,而在交变磁通的作用下,金属工件会产生一种感应电势,之后会产生一定的感应电流,再通过电流的对金属的生热效应,最终达到对工件进行加热的目的。

3 感应加热技术的应用3.1 穿透感应加热。

可以采用较低的频率对金属进行加热。

通常不变换频率的工频感应加热应用较广,而中频感应加热同样具有广泛的用途。

穿透加热方便实现锻造、成形加工、退火和感应熔炼。

加热装置具有尺寸小,启动迅速,干净和效率高等优点,而且加热工艺往往很适合用于自动化生产方式。

我公司近年通过技术攻关,成功地实现中频感应加热对尺寸为φ20×430mm钢管的热处理,极大地提升了产品力学性能和生产的自动化程度。

3.2 表面感应加热技术。

这种技术很容易地在不影响材料其他部分的情况只把零件的某一局部区域加热到高温,既可以节省能量又可以局部淬火。

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南京工程学院教案【教学单元首页】第15 次课授课学时 2 教案完成时间:2014.2第七章 热处理感应加热装置感应加热设备是工程中最常用的工件表面热处理加热设备,在齿轮、气缸等零件的表面处理中应用广泛。

§7.1热处理感应加热装置基本特点一.感应加热原理感应器同时加热四个工件 立式感应加热设备二.中、高频电流特点1.集肤效应交变磁场在工件内产生的电动势将在工件内产生闭合电流→涡流→涡流在工件横截面上分布是不均匀的,由工件表面向心部呈指数规律衰减。

假设:距离工件表面x 处涡流的电流强度为I x ,则有:)2exp(0x fc I I x ρμπ-=,式中I 0为工件表面涡流的电流强度,C 为光速,ρ为工件材料电阻率,μ为工件材料磁导率,f 为感应加热电源频率。

I x -x 的曲线示意图如图所示。

2.邻近效应3.圆环效应4.尖角效应感应圈与工件间距离相同,但在工件尖角处加热强度(速度)远较其他光滑部位强烈,往往会造成过热,这种效应称为尖角效因。

尖角效应由于磁力线易于集中在尖角处,感应涡流较大的缘故。

§7.2高频和中频感应加热装置一.感应加热装置分类按电流频率分类:高频感应加热装置(100-1000KHz ),常用频率范围为200-300KHz ;中频感应加热装置(0.5-10KHz ),常用频率范围为2.5和8.0KHz 两种;超音频感应加热装置(10-100KHz ),常用频率范围为30-40KHz ;工频感应加热装置,频率为50Hz 简单倍数。

按变频方式分类:电子管变频设备、机式变频设备、半导体(可控硅)变频设备和工频设备。

二.高频感应加热装置工作原理(补充)高频感应加热装置也称高频炉或高频机,是目前热处理车间应用最多的一种表面淬火加热设备,其实质是一个大功率变频器,通过电子管振荡器将工频交流电变为大功率高频交流电,故又称电子管式高频发生器。

电子管式高频感应加热装置工作原理可用下述方框说明:首先,高频感应加热装置取得三相工频380V电压后,通过高压变压器升压,将380V升高到数千伏甚至一万伏以上;然后再由闸流管可控整流器整流成半压至全压范围内连续可调的直流高压,供给电子管振荡器。

电子管振荡器将直流高压电变换为200-300KHz的高频高压电;淬火变压器将高频高压电变为能安全操作并符合加热要求的高频低压大电流。

变压器低压端直接接淬火感应圈,放在感应圈内的工件作为振荡器负载,当高频电流流过感应圈时,感应圈内便产生强大高频磁场,金属工件感应产生涡流而发热,在极短时间内被加热到所需的温度。

稳压器起稳定闸流管和振荡管灯丝电压的作用,以保证它们正常工作。

控制电路的作用是使高频操作严格按照程序进行,以确保设备和人身的安全。

三.高频感应加热装置型号及命名方法(补充)国产电子管式高频感应加热装置型号命名方法为:YG-□-□,YG表示高频电源,第一个数字表示振荡功率/KW,第二个数字表示振荡频率/KHz。

老式命名法:GP□-CR□,GP表示高频,第一个数字表示振荡功率/KW;C表示淬火;R 表示熔炼;第二个数字表示型号顺序。

表示振荡功率为60KW,既可淬火又可熔炼的高频感应加热装置;GP100-C3表示振荡功率为100KW,专用于淬火的高频感应加热装置。

四.感应圈设计感应圈设计依据:1)工件形状尺寸;2)热处理技术要求;3)淬火机床精度;4)汇流排间距等。

设计内容包括感应圈形状、尺寸、圈数(单匝还是多杂)、感应圈与工件间的间隙、汇流排尺寸与连接方式、冷却方式等。

1.感应圈与工件间隙设计(P117-118)间隙大小直接影响感应圈功率因素。

间隙小,功率因素高,电流透入深度浅,加热速度快。

选取间隙时应考虑:1)淬火机床精度,精度差间隙应取大些,因为间隙太小,工件易碰到感应圈打弧,导致感应圈损坏和工件报废;2)设备功率:当设备功率大时,间隙可适当取大一些,便于操作;3)淬硬层深度:淬硬层深度大时适当取大一些,以延长加热时间,增大透热深度。

一般高频感应加热感应圈与工件间间隙在1-2mm左右。

2.感应圈高度对长轴件进行局部一次性加热时,感应圈高度为:H=L+(8-10)mm,L为淬硬区长度(mm)。

对短轴零件进行局部一次性加热时,感应圈高度为:H=L-2a,a为感应圈与工件间间隙。

如果轴形零件淬硬区较长,可采用多圈感应器或移动连续加热。

3.冷却水路设计为避免感应圈工作时发热,需通冷却水冷却,且有些情况工件淬火也需直接喷水冷却,因而要合理设计冷却系统。

冷却水管尺寸与电流频率、电流透入深度、加热方式和散热条件等有关,高频感应圈通常选壁厚0.5mm直径5mm的紫铜管,喷水孔直径通常在0.3-0.85mm左右,水压为100-200KPa。

4.汇流板的尺寸感应圈两端与电源连接的部分称为汇流板。

汇流板间距在1.5-3mm之间,为防止接触短路,中间塞入云母片或黄蜡布包扎好。

其长度取决于工件形状、尺寸、夹具等具体情况。

五.感应圈制作流程(补充)1)采购感应圈原材料紫铜管(圆管或矩形管)2)制作感应圈芯模3)紫铜管退火4)绕制5)用黄铜焊条焊接冷却水连接管6)通水检验水流是否流畅7)进行工艺试验,确定间隙和高度选取是否合理六.中频感应加热装置特点电流频率通常为1000-8000Hz;适用于加热深度深(3-16)mm、工件直径大(20-500mm)的钢铁零件表面淬火,也可用于回火、正火、锻坯透热或熔炼金属。

中频电源有种频发电机和晶闸管中频电源两种。

国产中频发电机频率有1000、2500、4000、8000Hz等四种规格。

常见型号表示方法为:DGF-□-□□□-□,其中D表示电控,G表示感应,F表示发电机;第一个方框字母表示用途,如C表示淬火,T表示透热,R表示熔炼;第二第三方框数字表示额定功率;第四方框数字表示公称频率,1表示1000Hz,2表示2500Hz,3表示4000Hz,4表示8000Hz;第五方框表示序号。

§7.3感应加热装置选择电流频率和输出功率是感应加热装置的两个主要技术指标。

选择感应加热装置流程行:根据热处理工艺要求→确定感应加热工件所需电流频率和功率→根据电流频率和功率选择感应加热装置类型和型号。

一. 感应加热装置电流频率选择依据1.淬硬层深度x:的1/e处的电流深度为电流透入深度——用δ根据集肤效应,工程上规定,当I x降至I表示。

在钢铁材料中,热态电流透入深度比冷态电流透入深度大几十倍,在800-900℃范围内,δ=500/f(mm),该式表明,加热设备频率f越小,电流透入深度δ越大,淬硬层深度x越深,因此,可根据x确定δ,然后根据δ确定f。

2.选择频率时,还应考虑设备的通用性:一般应力求采用较低频率,以实现深层加热。

但频率也不能太低,因为随着频率降低,电流透入深度增大,能量损耗增大;同时频率过低,通过感应器电流密度大,感应圈冷却要求高。

一般认为x ≤δ≤4x →x 2≤f 250000≤16x 2,即:2225000015000xf x ≤≤。

3.选择频率时还需考虑零件直径:一般来说,零件直径越大,要求的淬火层越深,使用频率就应越低。

当零件直径D 与电流透入深度δ之比D/δ≥10时,f≥25×106/D 2;当 3.5<D<10时,f≥30×106/D 2。

4.零件形状对形状复杂零件如齿轮,电流频率很高时,电流集中于齿顶;电流频率偏低时,电流集中于齿根或使整齿透热。

为获得沿齿形轮廓的淬硬层分布,电流频率常按齿轮模数估算,当比功率为1.5-2.0KW/cm 2时,f 最佳=6×105/M 2;当比功率为小于1.5KW/cm 2时,f 最佳=2.5×105/M 2,式中比功率指加热零件单位面积所需功率,M 为齿轮模数。

凸轮轴感应加热最佳频率与凸轮尖部曲率半径有关,可用下式确定:f=3800/r 2(r 为凸轮尖部曲率半径)。

二.感应加热装置功率确定流程:由零件尺寸、加热方式和比功率→计算加热工件所需总功率→然后考虑功率预留和频率要求→查相关型号感应加热装置。

1.感应加热装置各种功率概念直流输入功率P 0:阳极电压和阳极电流乘积,即P 0=E a I a0,对于GP100-Ga 型的最大直流输入功率P max =13.5KV×12A=162KW额定输出功率P 1=ηa P 0,ηa 为阳极效率(或振荡管效率),其值为0.6-0.8。

若取ηa =0.65,则对于GP100-Ga ,P 1=0.65×162KW=105.3KW ,在100KW 左右,与额定功率100KW 一致。

额定输出功率是感应加热装置重要技术指标,选择感应加热装置功率就是指额定功率。

负载吸收功率P L 指额定输出功率在振荡器回路产生各种损耗后,最后传输到工件使工件加热所消耗的电功率。

P L =P 1ηB ηM ηC ,式中:ηB 为淬火变压器效率,其值为0.75-0.85,常取0.8;ηM 为感应器电效率,其值为0.75-0.85,常取0.8;ηC 为回路传输效率,常取0.9。

对于GP100-Ga ,用上式计算可得P L 约为58KW 。

需说明的是,出厂说明书上所说的P L =80KW 是在最佳状态下用假想负载测得的数据,加热实际工件时,不可能获得这样大的加热功率。

2.根据实际零件和加热方式确定所需感应加热装置 1)加热零件单位表面功率确定零件单位表面功率又称比功率,指被加热零件单位面积上所需功率。

比功率是计算零件总功率,进而选择感应加热装置时最基本依据。

比功率与淬硬层深度、零件大小、加热时间、电流效率、加热方式等有关。

比功率大小直接影响加热速度快慢,比功率越大,加热越快,淬硬层越深。

准确确定比功率很困难,生产上常采用近似估算、查图表或取经验数据等方法确定。

对于中频一次淬火常取0.8-1.5KW/cm 2,中频连续淬火常取2-3.5KW/cm 2;对于高频一次淬火常取0.8-2.0KW/cm 2,高频连续淬火常取2-3.5 KW/cm 2。

一般来讲,零件淬火面积越小或零件尺寸越小、形状越简单、使用频率越低、淬火层要求较浅、材料原始组织较细密、材料为中碳钢或中碳低合金钢时,比功率取上限,以获得较快的加热速度和在较短时间内获得较薄淬火层。

反之则取下限。

2)零件加热所需功率一次淬火总功率P L 为比功率P b 与一次淬火面积S 的乘积,即P L =P b ×S 。

连续淬火总功率P L =πDh P b ,式中D 为零件直径,h 感应圈高度。

因为h=τk v ,式中τk 为加热时间,v 为零件与感应圈相对运动速度。

因此,P L =πD τk vP b 3)感应加热装置额定输出功率P 1=P L /ηB ηM ηC考虑预留必要的功率余量,然后查有关频率范围内感应加热装置规格,选取满足输出功40mm 的中碳钢零件,要求表面淬火层深度为0.5mm ,其感应加热最佳频率是多少?若进行连续淬火,感应圈高度为1cm ,问应选用何种类型设备为宜?解:①由题意,x=0.5mm ,当δ=2x=1mm 时,频率为最佳频率,故f 最佳=250000/δ2=250KHz 。

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