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                          透熱鍛造線

                           

                          感應加熱在鍛打透熱上的金色棋牌

                          北辰億科  高歡歡

                          1.緒論

                          生產制造行業是個競爭異常激烈的行業,所有成功的制造業者比以往任何時候更專注于采用更高效和更經濟的方法進行生產。感應加熱在鍛造這個行業扮演著非常重要的角色。感應加熱不僅在加熱的成本效率上比傳統的加熱設備高很多而且不論是生產環境還是對環境的污染都更小感應加熱在眾多的加工制造行業中有非常廣的金色棋牌和發展空間。

                          2.鍛造及感應加熱介紹

                          2.1 鍛造簡介

                          今日所稱的鍛造概念,包括自由鍛、模鍛、擠壓、軋制、冷鐓、冷沖和輾擴等諸多工藝方法,除冷鐓、冷沖在常溫下進行外,不論采用何種鍛造方法,都要將欲進行鍛造的金屬坯料進行預先加熱,以使金屬具有良好的塑性,較低的變形抗力。經過鍛造的金屬,組織更為致密,具有更高的力學性能。

                          一般金屬鍛造坯料的加熱溫度,取決于金屬的再結晶溫度。鍛造的溫度與金屬的性質密切相關。鋼的再結晶溫度約在460℃左右。300-800℃一般稱為溫鍛;鋼的熱鍛依據合金的差異一般介于800-1200℃。而對于鋁及鋁合金,一般的鍛造溫度在400℃左右;銅與銅合金的鍛造溫度在750-900℃;鈦及鈦合金的鍛造溫度通常都要高于1000℃

                           

                          坯料加熱

                           

                          不言而喻,金屬坯料鍛造之前必須對坯料加熱。凡是能使金屬溫度升高的至鍛造工藝要求的熱源都可以利用,但選擇加熱設備仍需考略能源的經濟性,加熱設備建造的投入成本,加熱溫度控制的可能性、穩定性,以滿足環保所提出的要求。

                                 2.2 感應加熱介紹

                          感應加熱多數用于工業金屬零件表面淬火、金屬熔煉、棒料透熱、刀具焊接等多個領域,是使工件內部產生一定的感應電流,形成渦流,迅速加熱零件表面,達到表面迅速加熱,甚至透熱融化的效果。

                               

                          感應加熱

                           

                          1)感應加熱可以使金屬物體瞬間被加熱到所需的溫度;

                          2)感應加熱不需要象其它加熱方式那樣,先產生高溫後再去加熱金屬物體,它可以在金屬物中直接產生高溫;

                          3)感應加熱不但可以使金屬物體整體加熱,也可以選擇性地對每個部位進行局部加熱;

                          4)感應加熱是一種加熱方式的革命,同樣是電能加熱,它卻可以比電爐、電烘箱等節電百分之四十。

                          感應加熱的基本原理是將工件放在一個由銅管制成的感應器內,感應器中通入一定頻率的交流電,在感應器周圍將產生一個頻率相同的交變磁場,于是工件內就會產生同頻率的感應電流,這個電流在工件內形成回路,稱為渦流。此渦流能使電能變為熱能加熱工件。渦流在工件內分布是不均勻的,表面密度大,心部密度小。通入感應器的電流頻率愈高,渦流集中的表層愈薄,這種現象稱為集膚效應。由于集膚效應使工件表面迅速被加熱,金色棋牌在鍛打透熱上時,加熱頻率需依據坯料的尺寸來確定,一般為中頻,使得表面和心部溫差不至于過大。

                          3.鍛壓主要組成及參數計算

                          3.1 加熱設備主要組成

                          鍛壓生產中的感應加熱設備大多由以下三部分組成︰

                          1)電源  鍛壓生產中的多數為10KHZ以下,功率為200-3000KW,在數字加熱電源出現前,模擬機電源主開關元件多以晶閘管為主,體積大,不便于自動化生產。數字加熱電源體積小,控制精度高,可與其他控制系統連接,實現自動化生產。


                          全數字感應加熱電源

                           

                          2)感應加熱爐  加熱爐主要為銅管繞制的感應線圈和密封耐高溫結構組成,作用是將電能轉化為熱能使坯料升溫。

                           

                          加熱爐

                           

                          3)控制和操作系統  鍛壓生產中控制和操作系統多以PLC加操作面板來執行生產節拍。智能化、自動化控制,保證高的生產精度及效率。

                          3.2 參數計算

                          鍛造生產中主要計算加熱電源的功率和頻率。

                          (1)功率計算

                          透熱功率非常重要的指標。在透熱中,能量密度應該保持相應低一些,以允許進行從外從外層(通過較高電流密度可以較快地加熱)到里層的熱傳導。在忽略溫度梯度的影響後,吸收的能量取決于所需的溫升ΔT,單位時間內加熱的總重量,以及材料的比熱Cm

                          P1=Cm*m*ΔT/s

                          其中P1為加工所需要的總功率,單位為 kJ Cm為金屬比熱,單位為

                          kJ/kg*℃);m為被加熱的質量,單位為kg為需要加熱的溫升,單位為 

                          這里的P1是加工總功率,還需要考慮熱輻射P2和線圈損耗P3。當然,在快速加熱的場合,可以忽略熱輻射P2

                          熱輻射P2=A(T14-T24),其中,A1是工件表面積,是工件表面輻射率,σ是斯潘特-玻爾茲曼常數T1T2分別為工件和環境溫度,單位為K式溫度(式溫度為絕對溫度273.15 攝氏度)。在200攝氏度595攝氏度區間,鋼的輻射率為0.8

                          線圈損耗P3就是線圈上的損耗。這個損耗可以通過減少感應圈的電阻來減少。比如,采用高純度的銅管或是超導材料。這個損耗會導致感應器發熱,必須進行冷卻。

                          電源功率P=(P1 P2 P3)*n,n為加熱效率,不同的材質加熱效率不同。如鋼的加熱效率約為0.6

                          (2)頻率計算

                          工作頻率的選取對透熱的均勻性和節能都有非常重要的意義。在選擇合適的工作頻率時,首先需要了解穿透深度的概念。

                          穿透深度指的是,大約86%的能量集中的深度。

                          d=50300

                          其中,d是穿透深度,單位是cP1為工作溫度下的感應器電阻率,單位為Ω? cm為工作頻率,單位為Hzu1為感應圈的相對磁導率,無單位。

                          需要注意的是,由于電阻率和導磁率的變化,穿透深度隨著溫度的變化而變化。通常電阻率是正溫度系數,也就是說,電阻率隨著溫度的上升而增大,所以,穿透深度會變深。對于非導磁體材料,穿透深度通常會變深2-3 倍。對于導磁體,可能隨著溫度的升高導致失磁,比如鐵在居里點770 度左右,導磁率會很快下降到1,穿透深度會增加20 倍左右。

                          直徑a和穿透深度d之比的函數,稱為工件電阻系數。當a/d=4時,此時的臨界頻率為最佳加熱頻率。

                          4.結語

                          在這個高速發展的工業化進程中,高生產效率和高質量產品是所有生產型企業共同追求的目標。時間就意味著效益,品質決定能走多遠,感應加熱憑借其獨特的優勢在熱處理加工行業被廣泛金色棋牌。隨著更加智能化、小型化加熱電源的發展,在各個熱處理行業都有著重大意義,如鍛造、焊接、淬火、退火等,搭配相應的機械裝置,能夠完全實現自動化生產。隨著新技術的出現,相信未來感應加熱也會走的更遠。

                           
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