感应加热原理(中频高频)

用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺 这种热处理工艺常用於表面淬 火 也可用於局部退火或回火 有时也用於整体淬火和回火 20 世纪 30 年代初 美 国 苏联先后开始应用感应加热方法对零件进行表面淬火 随著工业的发展 感应 加热热处理技术不断改进 应用范围也不断扩大 基本原理将工件放入感应器 线圈 内 图 1 感应加热原理 当感应器中通入 一定频率的交变电流时 周围即產生交变磁场 交变磁场的电磁感应作用使工件内產生封闭的感应电流 涡流 感应电流在工 件截面上的分布很不均匀 工件表层电流密度很高 向内逐渐减小 图 2 沿工件截 面的电流密度分布 这种现象称为集肤效应 工件表层高密度电流的电能转变为 热能 使表层的温度昇高 即实现表面加热 电流频率越高 工件表层与内部的电流 密度差则越大 加热层越薄 在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却 即可 实现表面淬火 分类 根据交变电流的频率高低 可将感应加热热处理分为超高频 高频 超 音频 中频 工频 5 类 超高频感应加热热处理所用的电流频率高达 27 兆赫 加 热层极薄 仅约 0 15 毫米 可用於圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火 高频 感应加热热处理所用的电流频率通常为 200 300 千赫 加热层深度为 0 5 2 毫 米 可用於齿轮 汽缸套 凸轮 轴等零件的表面淬火 超音频感应加热热处理所 用的电流频率一般为 20 30 千赫 用超音频感应电流对小模数齿轮加热 加热层 大致沿齿廓分布 粹火后使用性能较好 中频感应加热热处理所用的电流频率 一般为 2 5 10 千赫 加热层深度为 2 8 毫米 多用於大模数齿轮 直径较大的轴 类和冷轧辊等工件的表面淬火 工频感应加热热处理所用的电流频率为 50 60 赫 加热层深度为 10 15 毫米 可用於大型工件的表面淬火 见彩图 差温炉淬火 600 毫米直径冷轧辊工频感应加热淬火 大型铸钢件的热处理炉 真空淬火炉 四 感应加热表面淬火 一 基本原理 将工件放在用空心铜管绕成的感应器内 通入中频或高频交流电后 在工 件表面形成同频率的的感应电流 将零件表面迅速加热 几秒钟内即可升温 800 1000 度 心部仍接近室温 后立即喷水冷却 或浸油淬火 使工件表面 层淬硬 如下图所示 二 加热频率的选用 室温时感应电流流入工件表层的深度 mm 与电流频率 f HZ 的关系 为 频率升高 电流透入深度降低 淬透层降低 常用的电流频率有 1 高频加热 100 500KHZ 常用 200 300KHZ 为电子管式高频加热 淬硬层深为 0 5 2 5mm 适于中小型零件 2 中频加热 电流频率为 500 10000HZ 常用 2500 8000HZ 电源设备 为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器 淬硬层深度 10 mm 适于较 大直径的轴类 中大齿轮等 3 工频加热 电流频率为 50HZ 采用机械式工频加热电源设备 淬硬层 深可达 10 20mm 适于大直径工件的表面淬火 三 感应加热表面淬火的应用 与普通加热淬火比较具有 1 加热速度极快 可扩大 A 体转变温度范围 缩短转变时间 2 淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体 硬度稍高 2 3HRC 脆 性较低及较高疲劳强度 3 经该工艺处理的工件不易氧化脱碳 甚至有些工件处理后可直接装配使 用 4 淬硬层深 易于控制操作 易于实现机械化 自动化 中频功率与中频直流电压 直流电流的关系中频功率与中频直流电压 直流电流的关系 最佳答案 中频功率是逆变器输出的功率 测量的是负载 即中频淬火炉 如果有输出变 压器的话 包括输出变压器的损耗功率 功率 直流电压乘以直流电流 计算出的是直流功率 直流功率除包含中频功率外 还包含了滤波元件 电抗器或直流滤波电感 逆变可控硅或 IG