感應加熱原理(中頻高頻)

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1、用感應電流使工件局部加熱的表面熱處理工藝。這種熱處理工藝常用於表面淬火﹐也可用於局部退火或回火﹐有時也用於整體淬火和回火。20世紀30年代初﹐美國﹑蘇聯(lián)先后開始應用感應加熱方法對零件進行表面淬火。隨著工業(yè)的發(fā)展﹐感應加熱熱處理技術不斷改進﹐應用范圍也不斷擴大。????????基本原理將工件放入感應器(線圈)內(nèi)(圖1感應加熱原理)﹐當感應器中通入一定頻率的交變電流時﹐周圍即產(chǎn)生交變磁場。交變磁場的電磁感應作用使工件內(nèi)產(chǎn)生封閉的感應電流──渦流。感應電流在工件截面上的分布很不均勻﹐工件表層電流密度很高﹐向

2、內(nèi)逐漸減小(圖2沿工件截面的電流密度分布)﹐這種現(xiàn)象稱為集膚效應。工件表層高密度電流的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堠o使表層的溫度昇高﹐即實現(xiàn)表面加熱。電流頻率越高﹐工件表層與內(nèi)部的電流密度差則越大﹐加熱層越薄。在加熱層溫度超過鋼的臨界點溫度后迅速冷卻﹐即可實現(xiàn)表面淬火。????????分類根據(jù)交變電流的頻率高低﹐可將感應加熱熱處理分為超高頻﹑高頻﹑超音頻﹑中頻﹑工頻5類。①超高頻感應加熱熱處理所用的電流頻率高達27兆赫﹐加熱層極薄﹐僅約0.15毫米﹐可用於圓盤鋸等形狀復雜工件的薄層表面淬火。②高頻感應加熱熱處理所用

3、的電流頻率通常為200～300千赫﹐加熱層深度為0.5～2毫米﹐可用於齒輪﹑汽缸套﹑凸輪﹑軸等零件的表面淬火。③超音頻感應加熱熱處理所用的電流頻率一般為20～30千赫﹐用超音頻感應電流對小模數(shù)齒輪加熱﹐加熱層大致沿齒廓分布﹐粹火后使用性能較好。④中頻感應加熱熱處理所用的電流頻率一般為2.5～10千赫﹐加熱層深度為2～8毫米﹐多用於大模數(shù)齒輪﹑直徑較大的軸類和冷軋輥等工件的表面淬火。⑤工頻感應加熱熱處理所用的電流頻率為50～60赫﹐加熱層深度為10～15毫米﹐可用於大型工件的表面淬火。(見彩圖差溫爐淬火

4、﹑600毫米直徑冷軋輥工頻感應加熱淬火﹑大型鑄鋼件的熱處理爐﹑真空淬火爐四、感應加熱表面淬火???(一）基本原理：???將工件放在用空心銅管繞成的感應器內(nèi)，通入中頻或高頻交流電后，在工件表面形成同頻率的的感應電流，將零件表面迅速加熱（幾秒鐘內(nèi)即可升溫800～1000度，心部仍接近室溫）后立即噴水冷卻（或浸油淬火)，使工件表面層淬硬。(如下圖所示)???(二）加熱頻率的選用???室溫時感應電流流入工件表層的深度δ（mm）與電流頻率f（HZ）的關系為???????頻率升高，電流透入深度降低，淬透層降低。?

5、??常用的電流頻率有：???1、高頻加熱：100～500KHZ，常用200～300KHZ，為電子管式高頻加熱，淬硬層深為0.5～2.5mm，適于中小型零件。???2、中頻加熱：電流頻率為500～10000HZ，常用2500～8000HZ，電源設備為機械式中頻加熱裝置或可控硅中頻發(fā)生器。淬硬層深度～10mm。適于較??大直徑的軸類、中大齒輪等。???3、工頻加熱：電流頻率為50HZ。采用機械式工頻加熱電源設備，淬硬層深可達10～20mm，適于大直徑工件的表面淬火。???(三）、感應加熱表面淬火的應用：?

6、??與普通加熱淬火比較具有：???1、加熱速度極快，可擴大A體轉(zhuǎn)變溫度范圍，縮短轉(zhuǎn)變時間。???2、淬火后工件表層可得到極細的隱晶馬氏體，硬度稍高（2～3HRC）。脆性較低及較高疲勞強度。???3、經(jīng)該工藝處理的工件不易氧化脫碳，甚至有些工件處理后可直接裝配使用。???4、淬硬層深，易于控制操作，易于實現(xiàn)機械化，自動化。中頻功率與中頻直流電壓，直流電流的關系最佳答案中頻功率是逆變器輸出的功率，測量的是負載（即中頻淬火爐，如果有輸出變壓器的話，包括輸出變壓器的損耗功率）功率。直流電壓乘以直流電流，計算出

7、的是直流功率。直流功率除包含中頻功率外，還包含了濾波元件（電抗器或直流濾波電感）、逆變可控硅或IGBT元件以及中頻輸出到負載的連接母線的損耗。所以中頻功率始終小于直流功率。但是，好的中頻電源，它們之間的差別（或者說電源的損耗）是不大的，在5%以內(nèi)是合理的。