图1.2 感应加热设备
图1.3 感应加热设备
用途:锻前加热:应用于齿轮、齿圈、半轴连杆、轴承、卸扣、索具等产品锻前加热工艺;在线加热:管道防腐喷涂、棒料蓝脆下料、钢(丝)管在线调质等工艺;局部加热:U型栓折弯、滚筒热装配、钢管弯管等生产加热工序
感应加热设备频率的选择 ,根据集肤效应,工程上规定当Ix降至I0 的 1/e=0.368 (e=2.718)处的电流深度为电流透入深度,用δ表示,在钢铁材料中,热态电流的透入深度比冷态电流透人深度大几十倍,钢铁材料在800~900℃范围内的透入电流深度为:
感应加热时,频率越高,电流透入深度δ热越小,则淬硬层深度χ也越浅。反之,加热设备频率f 越小,δ热越大.则χ越深。如果δ热<<χ,加热时热量只集中于表层,要靠热传导传热,加热速度慢,生产率低,过渡层大,但设备功率可以小。如果δ热≥χ,加热快,表面辐射损失小,过渡层浅,根据经验,设备频率应在一定的范围之内,即
额定功率、输出功率和总功率等。在这里给出工件单位面积功率 的概念,其表达式为:
式中:P—设备的总功率(kw) ;
η —设备的效率(%);
F —工件的加热面积( ) 。
工件单位面积功率是计算工件加热总功率和选择设备的依据。它与淬硬层深度、工件大小、加热时间、电流频率和加热方式等因素有关,其大小直接影响工件的加热速度和淬硬层深度,对尺寸较小的工件,宜采用单位面积
感应加热[12]设备的选择
1) 被加热的工件形状和尺寸
工件大、棒料、实材,应选用相对功率大,频率低的感应加热设备;工件小、管材、板材、齿轮等,则选用相对功率小,频率高的感应加热设备。
2) 需要加热的深度和面积
加热深度深,面积大,整体加热,应选用功率大,频率低的感应加热设备;加热深度浅,面积小,局部加热,选用相对功率小,频率高的感应加热设备。
3) 所需的加热速度
需要的加热速度快,应选用功率相对较大,频率相对较高的感应加热设备。
4)设备的连续工作时间
连续工作时间长,相对选用功率略大的感应加热设备。
5)感应部件与设备的连线距离
连线长,甚至需要使用水冷电缆连接,应相对选用功率较大的感应加热设备。
6)工艺要求
一般来说,淬火、焊接等工艺[13],相对可以功率选小一些,频率选高一些;退火、回火等工艺,相对功率选大一些,频率选低一些;红冲、热煅、熔炼等,需要透热效果好的工艺,则功率应选得更大,频率选得更低。
7)工件的材料
金属材料中熔点高的相对选用功率大一些,熔点低的相对选用功率小一些;电阻率小的选用功率大一些,电阻率大的选用功率小一些。等等。
以上这些基本知识,必须综合分析和应用,才能用的好,用的巧,用的自如。这不但是每个感应加热设备的专业技术人员必须掌握的,也需要使用者、欲用者尽量了解和掌握的。
热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备。
1.5 选题的目的与意义
凸轮轴是柴油机的重要传动件之一,由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性,因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。感应加热广泛用于齿轮、轴、曲轴、凸轮、轧辊等工件的表面淬火,目的是提高这些工件的耐磨性和抗疲劳破断的能力。在汽车制造中有200多种,近50%重量的零件采用感应加热淬火,例如曲轴、半轴、凸轮轴、刹车凸轮、转向节、变速导块槽口、气门调整螺栓,进排气阀端头、球头肖等。通过选题的研究,可以了解凸轮轴的结构、工作服役情况及性能要求等;20Cr和50Mn[14]对凸轮轴热处理工艺的影响,熟悉感应热处理工艺参数、组织、性能,提高分析问题、解决问题的能力,明确针对不同的凸轮轴零件,选用不同的材料及其热处理工艺,可以达到降低生产成本,提高经济效益的目的。
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