Индукционная закалка — это процесс закалки, в котором используется тепловой эффект, создаваемый индукционным током, проходящим через поковку, для нагрева поверхности и локальной части поковки до температуры закалки с последующим быстрым охлаждением. Во время закалки поковка помещается в медный датчик положения и подключается к переменному току фиксированной частоты для создания электромагнитной индукции, в результате чего на поверхности поковки возникает наведенный ток, противоположный току в индукционной катушке. Замкнутый контур, образуемый этим индуцированным током вдоль поверхности поковки, называется вихревым током. Под действием вихревого тока и сопротивления самой поковки электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию на поверхности поковки, вызывая быстрый нагрев поверхности до закалочного перелива, после чего поковка немедленно и быстро охлаждается для достижения цели закалки поверхности.
Причина, по которой вихревые токи могут вызывать нагрев поверхности, определяется характеристиками распределения переменного тока в проводнике. Эти характеристики включают в себя:
- Эффект кожи:
Когда постоянный ток (DC) проходит через проводник, плотность тока одинакова по поперечному сечению проводника. Однако при прохождении переменного тока (AC) распределение тока по поперечному сечению проводника происходит неравномерно. Плотность тока выше на поверхности проводника и ниже в центре, при этом плотность тока уменьшается экспоненциально от поверхности к центру. Это явление известно как скин-эффект переменного тока. Чем выше частота переменного тока, тем более выражен скин-эффект. Закалка индукционным нагревом использует эту характеристику для достижения желаемого эффекта.
- Эффект близости:
Когда через два соседних проводника проходит ток, если направление тока одинаково, индуцированный обратный потенциал на соседней стороне двух проводников является наибольшим из-за взаимодействия переменных магнитных полей, создаваемых ими, и ток приводится к внешняя сторона проводника. Напротив, когда направление тока противоположно, ток передается на соседнюю сторону двух проводников, то есть внутренний поток, это явление называется эффектом близости.
При индукционном нагреве индуцированный ток на поковке всегда направлен в противоположном направлении току в индукционном кольце, поэтому ток на индукционном кольце концентрируется на внутреннем потоке, а ток на нагретой поковке, расположенной в индукционном кольце. концентрируется на поверхности, что является результатом эффекта близости и наложения скин-эффекта.
Под действием эффекта близости распределение индуцированного тока на поверхности поковки становится равномерным только при равенстве зазора между индукционной катушкой и поковкой. Поэтому поковку необходимо непрерывно вращать во время процесса индукционного нагрева, чтобы устранить или уменьшить неравномерность нагрева, вызванную неравным зазором, и получить равномерный слой нагрева.
Кроме того, благодаря эффекту близости форма нагреваемой области на поковке всегда аналогична форме индукционной катушки. Поэтому при изготовлении индукционной катушки необходимо сделать ее форму похожей на форму зоны нагрева поковки, чтобы добиться лучшего эффекта нагрева.
- Эффект циркуляции:
При прохождении переменного тока по кольцеобразному или спиральному проводнику за счет действия переменного магнитного поля плотность тока на внешней поверхности проводника уменьшается из-за увеличения обратной электродвижущей силы самоиндукции, а на внутренней поверхности кольцо достигает наибольшей плотности тока. Это явление известно как эффект циркуляции.
Эффект циркуляции может повысить эффективность и скорость нагрева при нагреве внешней поверхности поковки. Однако это невыгодно для нагрева внутренних отверстий, так как эффект циркуляции заставляет ток в индукторе отходить от поверхности поковки, что приводит к значительному снижению эффективности нагрева и снижению скорости нагрева. Поэтому для повышения эффективности нагрева на индукторе необходимо устанавливать магнитные материалы с высокой проницаемостью.
Чем больше отношение осевой высоты индуктора к диаметру кольца, тем более выражен эффект циркуляции. Поэтому сечение дросселя лучше всего сделать прямоугольным; прямоугольная форма лучше квадратной, а круглая форма худшая, и ее следует избегать, насколько это возможно.
- Эффект острого угла:
При нагреве в датчике выступающих частей с острыми углами, кромками и малым радиусом кривизны, даже если зазор между датчиком и поковкой одинаковый, плотность линий магнитного поля через острые углы и выступающие части поковки больше Плотность индуцированного тока больше, скорость нагрева высокая, а тепло концентрируется, что приводит к перегреву и даже возгоранию этих деталей. Это явление называется эффектом острого угла.
Чтобы избежать эффекта острого угла, при проектировании датчика зазор между датчиком и острым углом или выпуклой частью поковки должен быть соответствующим образом увеличен, чтобы уменьшить концентрацию там магнитной силовой линии, чтобы скорость нагрева и температура ковки везде максимально однородна. Острые углы и выступающие части поковки также можно заменить углами основания или фасками, чтобы получить тот же эффект.
Для получения дополнительной информации я рекомендую вам посетить наш сайт по адресу
Если это звучит интересно или вы хотите узнать больше, не могли бы вы сообщить мне о вашей доступности, чтобы мы могли договориться о подходящем времени для связи и обмена дополнительной информацией? Не стесняйтесь, отправьте электронное письмо по адресуdella@welongchina.com.
Заранее спасибо.
Время публикации: 24 июля 2024 г.
