Индукционная термообработка поверхности

Что такое процесс индукционной термообработки поверхности?

Индукционный нагрев это процесс термообработки, который позволяет целенаправленно нагревать металлы с помощью электромагнитной индукции. Процесс основан на наведенных электрических токах внутри материала для производства тепла и является предпочтительным методом, используемым для связывания, упрочнения или размягчения металлов или других проводящих материалов. В современных производственных процессах эта форма термообработки предлагает выгодное сочетание скорости, согласованности и контроля. Хотя основные принципы хорошо известны, современные достижения в твердотельной технологии сделали этот процесс удивительно простым и экономичным методом нагрева для применений, которые включают соединение, обработку, нагревание и испытания материалов.

Индукционная термообработка за счет хорошо контролируемого использования змеевика с электрическим нагревом позволит вам выбрать лучшие физические характеристики не только для каждой металлической детали, но и для каждой секции этой металлической детали. Индукционная закалка может придать превосходную долговечность шейкам подшипников и секциям вала без ущерба для пластичности, необходимой для выдерживания ударных нагрузок и вибрации. Вы можете упрочнить внутренние поверхности подшипников и седла клапанов в сложных деталях, не создавая проблем с деформацией. Это означает, что вы можете закалить или отжечь определенные области для обеспечения долговечности и пластичности способами, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям.

Преимущества услуг индукционной термообработки

  • Целенаправленное тепловое лечение Поверхностное упрочнение сохраняет первоначальную пластичность сердечника при упрочнении участка с высокой степенью износа детали. Зона закалки точно контролируется в зависимости от глубины, ширины, расположения и твердости гильзы.
  • Оптимизированная согласованность Устранение несоответствий и проблем с качеством, связанных с открытым пламенем, факельным нагревом и другими методами. После того, как система правильно откалибрована и настроена, нет никаких догадок или изменений; Схема нагрева повторяема и последовательна. В современных твердотельных системах точный контроль температуры обеспечивает однородные результаты.

  • Максимальная производительность Производительность может быть увеличена до максимума, поскольку тепло выделяется непосредственно и мгновенно (> 2000 ° F за <1 секунду) внутри детали. Запуск происходит практически мгновенно; Цикл разогрева или охлаждения не требуется.
  • Улучшенное качество продукции Детали никогда не вступают в прямой контакт с пламенем или другим нагревательным элементом; тепло индуцируется внутри самой детали переменным электрическим током. В результате вероятность коробления, искажения и брака продукта сводится к минимуму.
  • Снижение потребления энергии Устали увеличивать коммунальные платежи? Этот уникально энергоэффективный процесс преобразует до 90% затраченной энергии в полезное тепло; Периодические печи обычно энергоэффективны только на 45%. Никаких циклов нагрева или охлаждения не требуется, поэтому потери тепла в режиме ожидания сводятся к минимуму.
  • Экологически безопасное В сжигании традиционных ископаемых видов топлива нет необходимости, в результате получается чистый, не загрязняющий окружающую среду процесс, который поможет защитить окружающую среду.

Что такое индукционный нагрев?

Индукционный нагрев это метод бесконтактного нагрева тел, которые поглощают энергию переменного магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой (индуктором).

Есть два механизма поглощения энергии:

  • генерация замкнутых (вихревых) токов внутри тела, которые вызывают нагрев из-за электрического сопротивления материала тела
  • гистерезисный нагрев (ТОЛЬКО для магнитных материалов!) за счет трения магнитных микрообъемов (доменов), которые вращаются в соответствии с ориентацией внешнего магнитного поля

Принцип индукционного нагрева

Цепочка явлений:

  • Источник питания для индукционного нагрева подает ток (I1) на индукционную катушку
  • Токи катушки (ампер-витки) создают магнитное поле. Линии поля всегда замкнуты (закон природы!) И каждая линия огибает источник тока - витки катушки и заготовку.
  • Переменное магнитное поле, протекающее через поперечное сечение детали (связанное с деталью), индуцирует напряжение в детали.

  • Наведенное напряжение создает вихревые токи (I2) в детали, протекающие в направлении, противоположном току катушки, где это возможно.
  • Вихревые токи выделяют тепло в детали

Поток мощности в установках индукционного нагрева

Переменный ток дважды меняет направление в течение каждого частотного цикла. Если частота равна 1 кГц, ток меняет направление 2000 раз в секунду.

Произведение тока и напряжения дает значение мгновенной мощности (p = ixu), которая колеблется между источником питания и катушкой. Можно сказать, что мощность частично поглощается (активная мощность) и частично отражается (реактивная мощность) катушкой. Конденсаторная батарея используется для разгрузки генератора от реактивной мощности. Конденсаторы получают реактивную мощность от катушки и отправляют ее обратно в катушку, поддерживая колебания.

Цепь «катушка-трансформатор-конденсаторы» называется резонансной или баковой.