利用原理
电磁感应原理
高频热处理装置
1831年,英国物理学家faraday发现了电磁感应现象,并且提出了相应的理论解释。其内容为,当电路围绕的区域内存在交变的磁场时,电路两端就会感应出电动势,如果闭合就会产生感应电流。利用高频电压或电流来加热通常有两种方法:
(1)电介质加热:利用高频电压(比如微波炉加热)
(2)感应加热:利用高频电流(比如密封包装)
电介质加热(dielectric heating)
电介质加热通常用来加热不导电材料,比如木材。同时微波炉也是利用这个原理。原理如图
高频热处理装置
当高频电压加在两极板层上,就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中,介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动,从而产生热量,达到加热效果。感应加热(induction heating)
高频热处理装置
感应加热原理为产生交变的电流,从而产生交变的磁场,再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。基本电磁定律
如果采用MKS制,e的单位为V,Ø的单位为Wb,H的单位为A/m,B的单位为T。
以上定律基本阐述了电磁感应的基本性质,
集肤效应
当交流的电流流过导体的时候,会在导体中产生感应电流,从而导致电流向导体表面扩散。也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。这也就无形中减少了导体的导电截面,从而增加了导体交流电阻,损耗增大。工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e=0.368的距离δ为集肤深度。
高频热处理主要原理
用交流电流流向被卷曲成环状的导体(通常为铜管),由此产生磁束,将金属放置其中,磁束就会贯通金属体,在与磁束自缴的方向产生涡电流(旋转电流),于是感应电流在涡电流的影响下产生发热,用这样的加热方式就是感应加热。
由此,对金属等被加热物体,在非接触的状态下就能加热。
这时窝电流的特性是:在线圈接近的物体上集中,感应加热表现出在物体的表面上较强里边较弱的特点,用这样的原理来对被加热体的必要的地方集中加热,达到瞬间加热的效果,从而提高生产效率和工作量等。
高频热处理优点
高频热处理装置
① 可快速加热。(与其它方法相比,以秒为单位即可加热到所要求的目标温度。)
② 可局部加热。
③ 省能源。
(处理时间以外,仅待机电力就可以,很合理)省电。
④ 可在相对稳定的温度下自动运转。
(即使无熟练技能,也可安定生产加工。)
⑤ 绿色环保。
(不产生有害物质。)
⑥ 被加热物质,有诸条件要求,但只要是金属就可以加热。
* 所谓的诸条件,主要是加热频率数,高频输出。
* 通常大的被加热物体使用低频率,小的物体使用高频率。
* 根据被加热物体的质量/处理时间,温度,来决定高频的输出。
线圈设计
高频热处理装置
高频加热的成功于否取决于感应线圈的对加热体的大小,形状,间距的有关。感应线圈是要做到均匀加热、加热效果好,并且要有强度和准确度。感应线圈是一般用一圈或数圈的铜管来做,一般采用水冷的方式对线圈进行冷却。
简单形状的线圈容易设计,但是复杂的线圈设计比较复杂,计算难,一般主要靠经验和熟练来设计。
感应线圈的基本形状一般。
被加热体的外面,内面,平面 加热的方式
(A)是一般用的最多的形状,(B)比(A)的效率低,一般主要用于管材里边加热,(C)是主要用于被加热体的表面连续加热。
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 |
展开表格
高频热处理装置图
高频热处理装置
高频热处理装置
高频热处理工艺
淬火工艺、淬火介质及冷却方法、高频淬火、淬火设备
淬火工艺
淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。
淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛,如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。