利用原理
電磁感應原理
高頻熱處理裝置
1831年,英國物理學家faraday發現了電磁感應現象,并且提出了相應的理論解釋。其内容為,當電路圍繞的區域内存在交變的磁場時,電路兩端就會感應出電動勢,如果閉合就會産生感應電流。利用高頻電壓或電流來加熱通常有兩種方法:
(1)電介質加熱:利用高頻電壓(比如微波爐加熱)
(2)感應加熱:利用高頻電流(比如密封包裝)
電介質加熱(dielectric heating)
電介質加熱通常用來加熱不導電材料,比如木材。同時微波爐也是利用這個原理。原理如圖
高頻熱處理裝置
當高頻電壓加在兩極闆層上,就會在兩極之間産生交變的電場。需要加熱的介質處于交變的電場中,介質中的極分子或者離子就會随着電場做同頻的旋轉或振動,從而産生熱量,達到加熱效果。感應加熱(induction heating)
高頻熱處理裝置
感應加熱原理為産生交變的電流,從而産生交變的磁場,再利用交變磁場來産生渦流達到加熱的效果。基本電磁定律
如果采用MKS制,e的單位為V,Ø的單位為Wb,H的單位為A/m,B的單位為T。
以上定律基本闡述了電磁感應的基本性質,
集膚效應
當交流的電流流過導體的時候,會在導體中産生感應電流,從而導緻電流向導體表面擴散。也就是導體表面的電流密度會大于中心的電流密度。這也就無形中減少了導體的導電截面,從而增加了導體交流電阻,損耗增大。工程上規定從導體表面到電流密度為導體表面的1/e=0.368的距離δ為集膚深度。
高頻熱處理主要原理
用交流電流流向被卷曲成環狀的導體(通常為銅管),由此産生磁束,将金屬放置其中,磁束就會貫通金屬體,在與磁束自繳的方向産生渦電流(旋轉電流),于是感應電流在渦電流的影響下産生發熱,用這樣的加熱方式就是感應加熱。
由此,對金屬等被加熱物體,在非接觸的狀态下就能加熱。
這時窩電流的特性是:在線圈接近的物體上集中,感應加熱表現出在物體的表面上較強裡邊較弱的特點,用這樣的原理來對被加熱體的必要的地方集中加熱,達到瞬間加熱的效果,從而提高生産效率和工作量等。
高頻熱處理優點
高頻熱處理裝置
① 可快速加熱。(與其它方法相比,以秒為單位即可加熱到所要求的目标溫度。)
② 可局部加熱。
③ 省能源。
(處理時間以外,僅待機電力就可以,很合理)省電。
④ 可在相對穩定的溫度下自動運轉。
(即使無熟練技能,也可安定生産加工。)
⑤ 綠色環保。
(不産生有害物質。)
⑥ 被加熱物質,有諸條件要求,但隻要是金屬就可以加熱。
* 所謂的諸條件,主要是加熱頻率數,高頻輸出。
* 通常大的被加熱物體使用低頻率,小的物體使用高頻率。
* 根據被加熱物體的質量/處理時間,溫度,來決定高頻的輸出。
線圈設計
高頻熱處理裝置
高頻加熱的成功于否取決于感應線圈的對加熱體的大小,形狀,間距的有關。感應線圈是要做到均勻加熱、加熱效果好,并且要有強度和準确度。感應線圈是一般用一圈或數圈的銅管來做,一般采用水冷的方式對線圈進行冷卻。
簡單形狀的線圈容易設計,但是複雜的線圈設計比較複雜,計算難,一般主要靠經驗和熟練來設計。
感應線圈的基本形狀一般。
被加熱體的外面,内面,平面 加熱的方式
(A)是一般用的最多的形狀,(B)比(A)的效率低,一般主要用于管材裡邊加熱,(C)是主要用于被加熱體的表面連續加熱。
物理特性
Elementary symbol | Name | Atomic weight | Specific weight | Melting point | Boiling point | Specific heat | Coefficientof heat conduction | Element number |
Ag | silver | 107.880 | 10.49 | 960.80 | 2210 | 0.056(0') | 1.0(0'C) | 47 |
Al | aluminum | 26.97 | 2.699 | 660.2 | 2060 | 0.223 | 0.53 | 13 |
As | arsenic | 74.91 | 5.73 | 814 | 610 | 0.082 | - | 33 |
Au | gold | 197.21 | 9.32 | 1063.0 | 2970 | 0.031 | 0.71 | 79 |
B | boron | 10.82 | 2.3 | 2300+-300 | 2550 | 0.309 | - | 5 |
展開表格
高頻熱處理裝置圖
高頻熱處理裝置
高頻熱處理裝置
高頻熱處理工藝
淬火工藝、淬火介質及冷卻方法、高頻淬火、淬火設備
淬火工藝
淬火工藝是将鋼加熱到AC3或AC1點以上某一溫度,保持一定時間,然後以适當速度冷卻獲得馬氏體和(或)貝氏體組織的熱處理工藝。
淬火的目的是提高硬度、強度、耐磨性以滿足零件的使用性能。淬火工藝應用最為廣泛,如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鑽探機械、農機具、石油機械、化工機械、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。