(1-8)

式中  ——距离物体表面x处的电流密度,2

      ——导体表面的电流密度,2

      ——表面到测量处的距离,cm

     δ——电流透入深度(电流分布带的宽度),cm  。

由上述公式可知,当x=δ时,。因此,电流的透入深度就是从电流下降到表面电流的36。8%的那一点到导体表面的距离。由公式分析得出,当距离表面5倍透入深度时,电流趋近于0。

电流透入深度δ可表示为:

                           (1-9)

式中   ρ——被加热物体电阻率,Ω·cm

       μr——被加热物体的响度磁导率;

        ——电流频率,Hz。

由上述公式可知,炉料的最佳尺寸和电流得透入深度有关,而在感应加热中,电流透入深度的总能量中有86。5%转化成了热能。因此,电流透入深度是加热电流频率的重要参数。

1。3。4真空感应加热的特点和应用

感应加热相比于传统加热,有着诸多优点。具体表现为:

(1)效率高。由于感应加热原理的特殊,使得感应加热的效率大大提高。与传统火焰炉相比,感应加热的效率高出30%-50%左右。此外,就算是电阻炉,也高20%-30%。

(2)加热速度快。由于感应加热本身加热温度就很高,而且由于加热机制,加热是由内而外的。所以,加热时间大大缩短,加热速度也就提高了。

(3)绿色环保。真空炉的特性同样在真空感应炉中得到完美诠释。所以,真空感应炉加热时,不产生诸多对于环境有害的气体,如一氧化碳、二氧化碳、氧化硫等废气和烟尘。此外,由于噪声低,对外辐射热量小,改善了操作人员的工作环境,健康水平得以保证。

(4)自动化程度高。真空感应加热可以通过数字模拟,编程计算机算法等手段实现精确地自动控制。在高度自动化条件下,温度等参数得以近乎完美的控制,这就提高了产品的质量和合格率。

由于感应加热的诸多优点,近些年,感应加热技术飞速发展,感应加热的应用也越来越多。主要表现在:

(1)金属加工前的预热。当进行锻造和挤压等工艺时,由于真空感应加热是在隔绝空气下进行,所以所产生的氧化皮数量最少。这样,可以使材料的损耗减少到最低。

(2)金属热处理。真空感应加热使得金属热处理不仅减少了污染,更提高了加热效率,还具有使热处理的工件表面氧化减少,变形小等优点。

(3)熔炼金属。通常通过真空感应炉来熔炼一些合金。与传统融化相比,真空感应熔炼金属不仅能在效率上大大超越超越传统熔炼。还由于存在电磁搅拌的机理,使得熔融的金属液得到充分的搅拌,成分均匀,提高铸造金属的质量。

1。4磨具的背景及研究现状

1。4。1炉衬

在中频感应炉中,炉衬(或坩埚)是位于感应线圈和被加热金属之间的填充物。炉衬主要有三层构成,分别是耐火层、隔热层以及绝缘层。耐火层一般是由各种耐火材料(酸性、碱性以及中性)打结成形,然后再用高温烧结制作而成。隔热层主要用一些热传递系数较低的隔热材料制作而成。通常情况下,隔热层是由石棉板、石棉布、硅藻土砖、硅石、膨胀珍珠岩等隔热材料做成,位置存在于耐火层和感应线圈之间。绝缘层主要用耐高温材料做成,如:无碱或者少碱玻璃布、天然云母等,用于防止感应线圈漏电。

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