熱處理設(shè)備ppt67頁(yè))(已修改)
2025-03-07 08:29 本頁(yè)面
【正文】 熱處理原理、工藝及設(shè)備 PRINCIPLES, TECHNOLOGY AND EQUIPMENTS FOR HEAT TREATMENT 第三部分 熱處理設(shè)備（ 4） Equipments for Heat Treatment 167。 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，表面熱處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。表面熱處理可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)組織水平。目前 應(yīng)用最廣泛的 表面熱處理 是 感應(yīng)熱處理， 它可應(yīng)用于淬火、回火、正火、調(diào)質(zhì)、透熱等，適用于機(jī)械化大生產(chǎn)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。 感應(yīng)加熱示意圖 感應(yīng)加熱示意圖 激光加熱表面淬火 167。 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 ? 優(yōu)點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單，工件畸變小、氧化脫碳少，生產(chǎn)效率高，節(jié)能，環(huán)境污染少，可以實(shí)現(xiàn)局部、快速處理，工藝過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 ? 特點(diǎn)： 零件加熱不依靠外部熱源（如傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射），而是 交流電源通過(guò)感應(yīng)器對(duì)零件表面產(chǎn)生交變電流，工件表面形成閉合回路，依靠金屬本身電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱。 ? 熱能來(lái)源：渦流熱效應(yīng) （主要熱源）和 磁滯熱效應(yīng)。 167。 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 ? 組成 ?感應(yīng)加熱電源 ?淬火機(jī)床 ?感應(yīng)器 ?設(shè)備冷卻和淬火冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng) ? 分類 ?裝臵頻率： 超高頻、高頻、超音頻、中頻、工頻 ?變頻方式： 電子管變頻、機(jī)式變頻、晶體管變頻、固體電路逆變及工頻加熱裝臵 167。 感應(yīng)加熱概述 一、感應(yīng)加熱的基本原理 ? 感應(yīng)加熱的物理基礎(chǔ) ?將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng) 感應(yīng)器中通過(guò)交變電流時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場(chǎng) ， 由交變磁場(chǎng)激發(fā)的感應(yīng)電勢(shì)將在工件的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流又稱 渦流 。因?yàn)楣ぜ牧系碾娮韬苄?，所以不大的感?yīng)電勢(shì)便造成強(qiáng)度很大的渦流，從而釋放出大量的焦耳熱，使工件表面層溫度迅速升高。 167。 感應(yīng)加熱概述 ? 趨膚效應(yīng)（集膚效應(yīng)）： 渦流在工件表面最大，由表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減的現(xiàn)象。 ? 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值： e = d248。/dt (V) 式中： d248。/dt表示磁通量 248。對(duì)時(shí)間的變化率，負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向與 d248。/dt方向相反。 ? 電流透入深度： 工程上規(guī)定， 當(dāng)渦流強(qiáng)度從表面向內(nèi)層降低到其數(shù)值等于表面最大渦流強(qiáng)度的 ，該處到表面的距離稱為電流透入深度。 對(duì)于碳鋼： δ = 500f 1/2 (mm) f－電流頻率 167。 感應(yīng)加熱概述 ? 感應(yīng)加熱的物理過(guò)程 ?感應(yīng)加熱開(kāi)始時(shí)，工件處于室溫，電流透入深度很小，僅在 一 薄層內(nèi)進(jìn)行加熱。 當(dāng)電流透入深度大于淬硬層深度后，表面由鐵磁性變?yōu)轫槾判裕?表面電流密度下降，而在緊靠順磁體層的鐵磁體處，電流密度劇增，此處迅速 被 加熱，溫度也很快升高。 由此， 工件截面內(nèi)最大密度的渦流由表面向心部逐漸推移，同時(shí)自表面向心部依次加熱。這種加熱方式稱為 透入式加熱 。與此同時(shí)， 由于熱傳導(dǎo)的作用，熱量向工件內(nèi)部傳遞，加熱層厚度增厚，這時(shí)工件內(nèi)部的加熱和普通加熱相同，稱為 傳導(dǎo)式加熱 。 167。 感應(yīng)加熱概述 ? 透入式加熱較傳導(dǎo)式加熱有如下特點(diǎn) ?電流透入深度大于淬硬層深度后 ，最大密度的渦流 流 向內(nèi)層，表層加熱速度開(kāi)始變慢，不易過(guò)熱， 而傳導(dǎo)式加熱隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，表面繼續(xù)加熱容易過(guò)熱； ?加熱迅速， 熱損失小，熱效率高； ?熱量分布較陡， 淬火后過(guò)渡層較窄，使表面壓應(yīng)力提高。 167。 感應(yīng)加熱概述 二 、感應(yīng)加熱設(shè)備的分類 ? 工頻感應(yīng)加熱設(shè)備 ? 中頻感應(yīng)加熱設(shè)備 ? 高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 167。 感應(yīng)加熱概述 167。 感應(yīng)加熱概述 三、中高頻電流的特點(diǎn) 趨膚效應(yīng) ? 定義： 當(dāng)交變電流通過(guò)施感導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的表面的電流密度最大，越向?qū)w內(nèi)部電流密度越小，這種現(xiàn)象稱趨膚效應(yīng)（或稱表面效應(yīng) )。 ? 電流的頻率越高，集膚效應(yīng)越顯著。 167。 感應(yīng)加熱概述 ? 渦流由表面向心部衰減規(guī)律（指數(shù)規(guī)律） ? I0－表面渦流強(qiáng)度 ? c－光速 ? ρ－工件材料的電阻率 ? μ－工件材料的導(dǎo)磁率 ? x－距工件表面的距離 ? f－交流電頻率 167。 感應(yīng)加熱概述 ? 當(dāng) f 很高時(shí)，電流大部分集中在導(dǎo)體表面，心部已無(wú)電流，這樣導(dǎo)致導(dǎo)體的有效電阻增加，導(dǎo)體發(fā)熱顯著增加。
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