汽车零部件感应加热淬火设备知识讲座(十)感应加热设备的供电

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感应淬火设备原理

感应淬火设备原理

感应淬火设备原理
感应淬火设备原理是利用感应电流通过工件表面和电磁感应涡流的产生,使得工件表
面产生无序磁化,从而达到材料表面淬火的一种方法。

该设备主要由感应装置、冷却装置、电源、控制系统等组成。

感应装置主要是由感应线圈和感应电源组成。

感应线圈是为产生交变磁场而设的。


过感应电源的交流电信号,驱动感应线圈发生交变磁场。

该磁场垂直于工件表面,从而通
过感应电流的作用,使工件表面局部加热,形成一定的淬火组织。

冷却装置主要是通过水或其他液体形成强制冷却,以达到快速淬火的效果。

冷却系统
通过管道和喷孔形成所需淬火区域,水流和工件的热交换作用导致工件的快速冷却,避免
因过度加热引起的变形、裂纹及其他问题出现。

电源是保证感应线圈正常运行的实体装置,其主要功能是加工操作和功率控制。

直流
电源通常被用来获得一个恒定的感应电流,而改变其施加时间则可以调整效应相关参数,
如表面深度、淬火组织等。

控制系统是将感应装置、冷却装置、电源等系统进行联动控制、交互控制的设备。


系统可根据需求完成多组工件、多条工况的淬火加工操作。

通常,控制系统具有灵活的参
数调整功能和预设程序,可适应不同的行业需求。

感应淬火设备原理

感应淬火设备原理

感应淬火设备原理感应淬火设备是一种利用感应加热原理实现金属表面淬火的装置。

它是通过电磁感应原理将电能转换为热能,使金属工件表面迅速升温至淬火温度,然后迅速冷却,从而获得所需的淬火效果。

感应加热是利用变化磁场在导体内产生涡流,从而使导体发热的物理现象。

感应淬火设备的基本原理就是利用这一现象对金属工件进行加热。

它主要由感应线圈和电源组成。

感应线圈是感应淬火设备的核心部件。

它是由导体绕成的线圈,通过通电产生交变磁场。

当金属工件靠近感应线圈时,感应线圈中产生的交变磁场会穿透金属工件,导致金属工件表面的电荷发生变化,从而产生涡流。

涡流在金属内部流动时会受到电阻的作用,使金属表面产生剧烈的摩擦热,从而使金属工件表面迅速升温。

金属工件表面的快速加热是感应淬火设备实现淬火的关键。

当金属工件表面温度达到所需的淬火温度时,即停止加热,然后通过喷水或其他冷却介质对金属工件进行快速冷却。

这样可以使金属工件的表面迅速冷却,从而使金属晶体结构发生相变,获得所需的淬火效果。

感应淬火设备具有很高的加热速度和控制精度。

由于感应加热是通过电磁感应产生热能,所以它可以在很短的时间内将金属工件表面加热至所需温度,而且加热过程可以实现自动控制,可以根据需要对加热时间和温度进行精确控制。

这使得感应淬火设备在工业生产中得到广泛应用。

感应淬火设备在金属加工行业有着重要的应用价值。

它可以提高金属零件的硬度和耐磨性,改善其力学性能和表面质量,延长使用寿命。

特别是对于大型和复杂形状的工件,感应淬火设备具有独特的优势,可以实现对工件表面的局部加热,避免了整体加热带来的变形和损坏。

感应淬火设备利用感应加热原理实现金属表面淬火,通过电磁感应产生的交变磁场使金属工件表面迅速加热至淬火温度,然后通过快速冷却获得所需的淬火效果。

它具有加热速度快、控制精度高等优点,在金属加工行业得到广泛应用。

使用感应加热设备对工件淬火的技术要求

使用感应加热设备对工件淬火的技术要求

使用感应加热设备对工件进行淬火的技术要求从工件(零件)加工的整体行业来讲,大部分厂家都会对工件进行淬火处理,主要目的是进一步提升工件的质量,从而确保工件能够有更长的使用周期。

随着技术革新和发展,这一技术已经在我国被广泛应用。

下面我们就需要了解下使用比亚特自动化感应加热设备时需要注意的技术要求。

一、针对工件的表面硬度不同种类、不同性能要求的零件其表面硬度推荐数据如下硬度值HRC 适用的性能范围58-63 高耐磨性的工件52-63 较高耐磨性和较高强度的零件48-58 适用于花键轴、齿轮和具有一定的耐磨性和强度的零件45-55 适用于着重提高强度并有一定耐磨性的零件42-52 适用于耐冲击且具有一定强度和耐磨性的零件渗碳淬火后的零件,要求局部(如螺纹)回火时,回火后的硬度一般要求小于45HRC二、硬化区一般是按照零件图纸要求三、工件硬化深度可根据如下数据:0.5-1.5mm、1.0-2.5 mm 、1.5-3.0 mm、2.0-4.0 mm、3.0-5.0 mm 及4.0-7.0 mm四、金相组织以部颁金相标准为准。

硬度下限值得要求大于或等于55HRC时,其淬火组织3-7级合格。

硬度下限值得要求低于55HRC时,当硬度符合要求的前提下,淬火组织3-9级合格。

通过长期的实验,我们都会了解到比亚特自动化感应加热表面淬火设备是利用电磁感应的原理,使零件在交变磁场中切割磁力线,在表面产生感应电流,又根据交流电的集肤效应,以涡流形式将零件表面快速加热,而后急冷的淬火方法。

它在热处理领域中占有重要地位。

虽然,感应加热淬火工艺是符合大部分工件加工厂家的需求。

但是在实际应用过程中,还是有一定的缺陷,一方面是在操作方面,要有严格的淬火时间限制及温度把握,另一方面是比亚特感应加热设备的选择是否符合厂家的需求。

例如:感应加热淬火裂纹、变形(内孔胀缩和齿形变化)、硬度不足或软垫硬度缺陷等等(1.工件局部过热,则会导致淬火开裂。

感应淬火原理

感应淬火原理

感应淬火原理
淬火是一种金属热处理工艺,通过将金属加热到适当温度后迅速冷却,以提高其硬度和耐磨性。

感应淬火是其中一种常用的淬火方法,其原理是利用感应加热原理和淬火介质的快速冷却。

感应加热是利用交流电磁感应的原理,通过感应线圈产生的交变磁场,使金属工件中产生感应电流,从而使工件发生局部加热。

感应加热具有高效、均匀、快速等优点,在淬火过程中被广泛应用。

在感应淬火过程中,首先将金属工件放置在感应线圈内,通电后产生交变磁场,使工件表面产生感应电流。

由于感应电流主要集中在表面附近,因此只有表面局部区域发生加热,而内部温度相对较低。

在加热过程中,工件表面温度迅速上升。

一旦金属工件达到所需的淬火温度,就需要进行快速冷却。

常见的淬火介质包括水、油和聚合物溶液等。

这些介质的快速冷却能够快速冷却金属工件,使其有效硬化。

感应淬火的优点是加热速度快、控制精度高。

由于只有工件表面加热,内部温度相对较低,从而减小了变形和应力的产生。

此外,感应淬火可以根据需要进行局部加热,减少能耗,提高生产效率。

总的来说,感应淬火利用感应加热和快速冷却的原理,能够在短时间内对金属工件进行有效的淬火处理,提高其硬度和耐磨性。

该方法在机械制造、汽车制造等行业中得到广泛应用。

感应加热表面淬火基本原理

感应加热表面淬火基本原理

感应加热表面淬火基本原理感应加热表面淬火基本原理感应加热表面淬火的应用及基本原理分析。

一、应用承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件,要求表面层承受比心部更高的应力或耐磨性,需对工件表面提出强化要求,适于含碳量We=0.40~0.50%钢材。

二、工艺法快速加热与立即淬火冷却相结合。

通过快速加热使待加工钢件表面达到淬火温度,不等热量传到中心即迅速冷却,仅使表层淬硬为马氏体,中心仍为未淬火的原来塑性、韧性较好的退火(或正火及调质)组织。

三、主要法感应加热表面淬火(高频、中频、工频),火焰加热表面淬火,电接触加热表面淬火,电解液加热表面淬火,激光加热表面淬火,电子束加热表面淬火。

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,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δ(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~10mm。

适于较大直径的轴类、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。

感应加热的原理与应用 (2)

感应加热的原理与应用 (2)

感应加热的原理与应用感应加热的原理感应加热是一种利用电磁感应产生加热效果的技术。

其原理是根据法拉第电磁感应定律,通过在电磁场中放置导体,导体会受到电磁场的影响而发生电磁感应,从而产生热能。

具体来说,当感应加热器中通入交流电时,产生的交变电流会在感应线圈中产生交变磁场。

当工件(导体)靠近感应线圈时,导体内部的自由电子受到感应线圈产生的交变磁场的影响,导致自由电子在导体内部发生移动,产生涡流。

由于电阻产生的电流通过导体时会产生热量,因此在导体中产生的涡流能够使导体发热。

感应加热的应用感应加热技术在工业生产中有着广泛应用。

以下是一些常见的感应加热应用:1.焊接和熔化金属:感应加热在金属焊接和熔化中有着重要的应用。

通过在焊接接头附近或在金属材料表面创建感应加热区域,可以快速加热金属,实现快速和高效的焊接效果。

2.塑料热成型:感应加热在塑料热成型行业中被广泛应用。

通过在塑料加热时使用感应加热技术,可以实现快速和均匀的加热,提高生产效率,并且避免塑料变形和烧焦的问题。

3.铸造和热处理:感应加热在铸造和热处理领域也有着重要的应用。

在铸造过程中,感应加热可以将金属材料迅速加热至熔点,实现高效的铸造过程。

在热处理工艺中,感应加热可以使金属材料迅速升温和冷却,从而实现材料的相变和改善材料的性能。

4.医疗领域:感应加热在医疗领域中也有一些应用。

例如,在物理治疗中,感应加热可以用于治疗肌肉和骨骼问题,通过加热身体组织来促进血液循环和恢复。

5.热剪工具:感应加热还可以应用于热剪工具中。

在家庭和工业使用中,通过使用感应加热技术,可以将剪刀、刀片等工具迅速加热,实现高效和安全的剪切效果。

总之,感应加热技术在许多领域中都有着重要的应用。

由于其高效、快速和均匀的加热特性,感应加热在工业生产中得到了广泛的应用,并且在医疗和家庭等领域也有一些应用。

感应加热表面淬火原理

感应加热表面淬火原理

《感应加热表面淬火是咋回事呢?》嘿,朋友!今天咱来唠唠感应加热表面淬火原理。

这玩意儿听起来挺高深,其实啊,也不难理解。

咱先说说啥是淬火哈。

淬火呢,就像是给金属来个“大改造”。

把金属加热到一定温度,然后快速冷却,让它变得更硬、更结实。

就像咱锻炼身体一样,经过一番磨练,就更强壮了。

那感应加热表面淬火又是啥呢?简单来说,就是用一种特别的方法给金属表面淬火。

这种方法可神奇啦!它是通过感应线圈来加热金属的。

感应线圈就像一个魔法棒。

当电流通过感应线圈的时候,就会产生磁场。

这个磁场可厉害了,它能让金属内部产生感应电流。

感应电流会让金属发热,就像在金属里面点了一把火。

但是呢,这个火可不是随便烧的哦。

它只在金属的表面烧得旺,里面却不怎么热。

这是为啥呢?因为感应电流主要集中在金属的表面嘛。

所以,这种方法就叫感应加热表面淬火。

当金属表面被加热到一定温度的时候,就赶紧用水或者油来冷却它。

这一冷一热的,金属表面就变得特别硬啦。

就像给金属穿上了一件坚硬的铠甲。

感应加热表面淬火有很多好处呢。

比如说,它可以让金属表面变得很耐磨,不容易被磨损。

这样,用这种金属做的零件就能用得更久啦。

而且啊,这种方法还很精准。

可以只对金属的表面进行淬火,不会影响到里面的结构。

这样就能根据不同的需要,给金属“定制”不同的硬度。

你想想,要是没有感应加热表面淬火,那很多东西都做不好呢。

比如汽车的零件、机器的部件等等。

这些东西都需要很坚硬、很耐磨,才能用得长久。

感应加热表面淬火原理虽然有点复杂,但是真的很有用哦。

它让我们的生活变得更方便,更美好。

感应加热知识

感应加热知识

感应加热知识做为感应加热设备的工程技术人员,不但要掌握和钻研电子技术、电磁技术,还必须在感应加热设备的应用范围内,进行金属材料特性和热处理技术等方面,加强自我学习、补充知识。

一定要多试验、多研究、多比对。

对不同材料,不同形状和不同工艺要求的工件,要能够制定出速度快、成本低、效率高、合格率高的最佳加热方案。

好理论、好技术必然能制造出好设备,但好设备只有使用好,应用好,才能发挥出它的最佳效能,充分体现出它的优势、特点,提高工艺速度和产品质量。

因此,从事感应加热技术工作的人员,一定要从严要求自己.技术能力要强,综合知识要广,实践经验要丰富。

感应加热技术的功率元件,从电子管(真空管)式发展到晶闸管(可控硅)式、功率型金属氧化物场效应管(MOSFET)式,现在的绝缘栅双极晶体管膜块(IGBT)式,已经经历约五十年了。

但是真正推广应用的时间却只有十年左右,使用率还处于相当低的节段。

因此,我们这些从事此项技术工作的人员,有义务、有责任把感应加热技术应用好、推广好.使更多的企业获得对金属材料加热、加工的新工艺、新方法;使更多的人从传统的煤、油、气等加热方式中解脱出来,享受到科学进步的好处.现在IGBT式感应加热设备,不论是机器性能,工作效率,节能降耗、可靠性及环保等方面,都有了明显地提高。

这为该产品的推广和普及创造了较好的条件。

对于感应加热设备的设计和制造者,电子技术固然重要,但对于感应加热设备最终加热的金属材料的特性,也一定要多了解、多掌握。

特别是几种常用的金属.一要知其熔点,二要知其电阻率。

熔点,可以让我们对其加热温度高低的掌握.如淬火温度、退火温度、焊接温度、熔炼温度等。

例如:常用金属的熔点是,铁(1535度)、铜(1083度)、铝(660度)、金(1063度)、银(960.5度)、锡(232度)、锌(420度)、铅(327度)、镍(1452度)、钨(3410度),以及不锈钢(1400度)、各种钢(1300-1400度)、各种铸铁(约1200度左右)、黄铜(910度)、铝合金(550度)等.电阻率,可以让我们正确地选择加热方式.电阻率大的金属材料采用直接感应加热方式,电阻率小的金属材料可利用电阻率大的金属材料,进行借热方式加热。

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也 就是 说 .控制 开 关 吸合 和 断开 的 等 多 种 结 构 形 式 。 随 着 科 技 的 进 台淬火机床供 电。 时刻 .一方 面 不 损坏 逆 变器 件 ,另 步 ,结构形式 更加 多样 化 .而且

方 面 又 能在 生产 中控 制 自如 。伴 体 积越来越 小。 ( )水冷式功率切 换器 2 Sl T全 晶 体 管 电 源 的 高 频 功率切换器
中频 接 触 器 主要 是 CP 型 ,可 振 荡 电路 。从 理 论 上说 ,图4 流 过 集中供 电” 2 a 。
根据切 换部位选择 类型 。 12 供 电方法和 控制原理 .
主 触 头 电流 小 .两套 电容 .两工 位
中频 发 电机 供 电可 以这样 做 ,
反 馈信 号 分别 处理 ; 图4 流 过 主触 基 于 晶 闸 管和 晶 体 管 电源 特 点 .电 b
件来解决生产 中的难题 。
图1 气动式功 率切换器
1 功率切换器
借鉴 中频 发 电机 的供 电思 路 .
气 动 式 功率 切 换 器 是通 过 气 缸 切 换 器 由一 台 电源 向 双工 位 或两 台 推 动 静 触 头与 动 触头 的通 断来 改变 单 工位 淬 火机 床 交 替供 电 .接触 器 能 量 输 出 方 向 .而气 路 的 接通 与 断 式 功率 切 换器 就 成 功 的解 决 了这 一 问题 。图3 将工 频交流接 触器 改进 是
( 工位 )负荷 供 电 时 ,不 允许 同 允许 的 情况 下 ,图4 方案 适 用于 左 向该 工位 送 电开始 加 热 ,加热 时间 双 a 时 接通 两 台 负荷 ,也 不允 许 带 电切 右工 位 不 同 负载 加 热 淬火 .因为 调 到 ,切 断 电源 ,最 后 断 开该 工 位 功 断 负荷 ,出现 两 者 之 一 ,都 将导 致 谐非 常 方便 ;图4 只 适 宜 左右 工 位 率 切 换器 。左 右 两 工 位切 换 器 不 b
图3 接触器式功率切 换器
要有 气动式 、水冷 式 、接 触器式 3 种 器 只 采 用铜 板 或 电缆 进 行高 频 电能
3 主触头 并联后 和铜 板相 连 . 个
形式 。个 别情 况 下也 可 用 中频 接 触 输 出 ,无法 完 成这 种 特 定 的使 用 要 辅 助触 点 用 于控 制 信号 .接触 器 型 器代 用。 求 .为此 必 须 研 制 电路 、水 路 、气 号 根据 主 触 头流 过 电流大 小选 定 。 路 为一体 的新型“ 功率 切换 器” 满足 如 用PL 来 C控 制 .建 议 隔离 后 控 制信 生 产需 要 。生 产 中应 用 的水 冷 式 功 号 接 向PL C输 入 口 .否则 容 易烧 坏 率切换器结 构如图2 。 输入 口芯 片。
随着 汽 车生 产 自动 化 的 逐步 深 入 , 被称 之为“ 功率 切换器” 的电磁器件2 0
世 纪9 年代 中后 期 研制 成 功并 在汽 电 能输 出 母线 . 管 即 是水 路 又 0 铜 车 生 产 中逐 步应 用 。 目前 应 用 的主 是 供 电 电 路 , 常规 的 功率 切 换
11结构 形式 .
( )气动式功率切换 器 1
基本结构如 图1 。
5 汽 车m艺与材料 A& 0 l T: M
2 0 年第1 期 07 0
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( )中频接触器 的代 用 4
供 电回路 ,图4 切换 器 接通 或 断开 推 ,把这 种 工作 方式称 为“ b 时间连 锁
当 1 电源 ( 能 满 足 单 台 负 头 电流 大 ,只 1 电容 ( 中 未 画 源 向某 工位 供 电时 ,必 须保 证 该 工 台 只 套 图
荷 ) 通 过 功 率 切电源 输 出 位 功 率 切 换 器 先 吸 合 ,然 后 电 源
能 否研 制出 一种 新 的 电磁 器 件 .即 开 受控于淬火机床 控制系统 。 主触 头 类 同 电磁 开 关 ,用 控 制开 关 的投 向来 改 变 能量 的输 出的 方 向 。
图 1 最 早 使 用 的 基 本 结 构 形 后 并在 生 产 中应 用 的功 率切 换 器 。 是 式 ,主触 头 有 片状 ,圆 柱形 、锥形 当 然 .也 可 以通 过 它 向多 工位 或 多
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汽车零部件 感应加热淬火设备知识讲座 ( ) 十 感应加热设备 的供 电
一 中国第 一汽车集 团公 司技术 中心 杨连弟
过 去 . 大 规 模 自 动 化 汽 车 生 产
中经 常采 用一 台中频 发 电机 向两 台
或 两 台以上 淬 火机 床 供 电 .这 方 面 已积 累 了较 丰 富 的经 验 .而 目前应
用最 广 泛 的晶 闸 管和 晶体 管 电源 能 否 沿 用 传统 的 方法 供 电 .是 本 节讨
论 的课 题 。
大 家 知 道 ,中频 发 电机 能够 带 电 接通 和 断开 负荷 .而 晶 闸 管和 晶 体 管 电源 不允 许 空 载 运行 .因 为这
样做 .容 易导 致 逆 变器 件 损坏 。基 1 淬 火 变压 器 ;2 静 触 头 ;3 动 触 头 ; 一 一 一
于这 种 考 虑 .为 了提 高 感应 加 热 电 4 上 限 位 开 关 ; 5 换 向 阀 ;6 气 缸 ;7 一 一 一 一
一 源 的利 用率 .急需 开 发 一种 新 的器 三 连 件 ;8 机 架
图2 水冷式功率切换器
( )接触器 式功率切换器 3 无气 源 工 厂 无 法采 用 上述 功 率
严 重后 果 发生 。为此 .欲 避 免上 述 单 品种 或 负载 阻抗 非 常接 近 的 零件 能 同 时吸 合 .这 一 状 态 由 电气 互 锁 情 况 的发 生 ,必 须 解 决切 换 器 的控 加热 淬 火 。 至于 选 用 哪种 方式 ,用 触 点 来保 证 。切 换 器 工 作 时序 如 图 制方法和 电源 的供 电问题 。 ( )常用 的 几种 电源供 电主 电 1
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