熱處理設(shè)備PPT課件

1、14 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，表面熱處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。表面熱處理可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期和改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)組織水平。目前應(yīng)用最廣泛的表面熱處理是感應(yīng)熱處理，它可應(yīng)用于淬火、回火、正火、調(diào)質(zhì)、透熱等，適用于機(jī)械化大生產(chǎn)，可通過計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)無人操作。感應(yīng)加熱示意圖感應(yīng)加熱示意圖感應(yīng)加熱示意圖感應(yīng)加熱示意圖激光加熱表面淬火第1頁/共67頁14 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，工件畸變小、氧化脫碳少，生產(chǎn)效率高，節(jié)能，環(huán)境污染少，可以實(shí)現(xiàn)局部、快速處理，工藝過程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 特點(diǎn)：零件加熱不依靠外部熱源（如傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射），而是交流電源通過感應(yīng)器

2、對(duì)零件表面產(chǎn)生交變電流，工件表面形成閉合回路，依靠金屬本身電阻來實(shí)現(xiàn)加熱。 熱能來源：渦流熱效應(yīng)（主要熱源）和磁滯熱效應(yīng)。第2頁/共67頁14 14 感應(yīng)加熱設(shè)備 組成 感應(yīng)加熱電源 淬火機(jī)床 感應(yīng)器 設(shè)備冷卻和淬火冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng) 分類 裝置頻率：超高頻、高頻、超音頻、中頻、工頻 變頻方式：電子管變頻、機(jī)式變頻、晶體管變頻、固體電路逆變及工頻加熱裝置第3頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述一、感應(yīng)加熱的基本原理 感應(yīng)加熱的物理基礎(chǔ)v將工件放在感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器中通過交變電流時(shí)，在其內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場，由交變磁場激發(fā)的感應(yīng)電勢將在工件的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流又稱渦流。因?yàn)楣ぜ牧系碾娮韬苄?，?/p>

3、以不大的感應(yīng)電勢便造成強(qiáng)度很大的渦流，從而釋放出大量的焦耳熱，使工件表面層溫度迅速升高。 第4頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述v 趨膚效應(yīng)（集膚效應(yīng)）：渦流在工件表面最大，由表面向心部呈指數(shù)規(guī)律衰減的現(xiàn)象。v 感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值：e = -d/dt (V) 式中：d/dt表示磁通量對(duì)時(shí)間的變化率，負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電動(dòng)勢方向與d/dt方向相反。v 電流透入深度：工程上規(guī)定，當(dāng)渦流強(qiáng)度從表面向內(nèi)層降低到其數(shù)值等于表面最大渦流強(qiáng)度的0.368倍時(shí)，該處到表面的距離稱為電流透入深度。 對(duì)于碳鋼： = 500f -1/2 (mm) f電流頻率第5頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述 感應(yīng)加熱的物理過程 感應(yīng)

4、加熱開始時(shí)，工件處于室溫，電流透入深度很小，僅在一薄層內(nèi)進(jìn)行加熱。當(dāng)電流透入深度大于淬硬層深度后，表面由鐵磁性變?yōu)轫槾判?，表面電流密度下降，而在緊靠順磁體層的鐵磁體處，電流密度劇增，此處迅速被加熱，溫度也很快升高。由此，工件截面內(nèi)最大密度的渦流由表面向心部逐漸推移，同時(shí)自表面向心部依次加熱。這種加熱方式稱為透入式加熱。與此同時(shí)，由于熱傳導(dǎo)的作用，熱量向工件內(nèi)部傳遞，加熱層厚度增厚，這時(shí)工件內(nèi)部的加熱和普通加熱相同，稱為傳導(dǎo)式加熱。第6頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述 透入式加熱較傳導(dǎo)式加熱有如下特點(diǎn) 電流透入深度大于淬硬層深度后，最大密度的渦流流向內(nèi)層，表層加熱速度開始變慢，不易過熱，而傳導(dǎo)

5、式加熱隨著加熱時(shí)間的延長，表面繼續(xù)加熱容易過熱； 加熱迅速，熱損失小，熱效率高； 熱量分布較陡，淬火后過渡層較窄，使表面壓應(yīng)力提高。第7頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述二、感應(yīng)加熱設(shè)備的分類 工頻感應(yīng)加熱設(shè)備 中頻感應(yīng)加熱設(shè)備 高頻感應(yīng)加熱設(shè)備第8頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述第9頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述三、中高頻電流的特點(diǎn)1、趨膚效應(yīng) 定義：當(dāng)交變電流通過施感導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體的表面的電流密度最大，越向?qū)w內(nèi)部電流密度越小，這種現(xiàn)象稱趨膚效應(yīng)（或稱表面效應(yīng))。 電流的頻率越高，集膚效應(yīng)越顯著。第10頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述 渦流由表面向心部衰減規(guī)律（指數(shù)規(guī)律） I0表面渦

6、流強(qiáng)度 c光速 工件材料的電阻率 工件材料的導(dǎo)磁率 x距工件表面的距離 f交流電頻率)2exp(0 xfcIIx第11頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述 當(dāng)f 很高時(shí)，電流大部分集中在導(dǎo)體表面，心部已無電流，這樣導(dǎo)致導(dǎo)體的有效電阻增加，導(dǎo)體發(fā)熱顯著增加。 因此，感應(yīng)器的施感導(dǎo)體常采用空心的銅管制成，管內(nèi)通水冷卻，以降低施感導(dǎo)體溫度。第12頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述2、鄰近效應(yīng) 定義：當(dāng)兩個(gè)載有高頻電流的導(dǎo)體彼此相距很近時(shí)，每個(gè)導(dǎo)體內(nèi)的電流將重新分布。如果兩個(gè)導(dǎo)體中電流方向相同，則最大電流密度將出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相背的一面，如果兩個(gè)導(dǎo)體中電流方向相反，則最大電流密度將出現(xiàn)在兩導(dǎo)體相鄰的一面。這

7、種電流向一側(cè)集中的現(xiàn)象叫鄰近效應(yīng)。 導(dǎo)體內(nèi)電流的頻率越高，鄰近效應(yīng)越明顯。第13頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述q在感應(yīng)器的導(dǎo)電管之間，如多匝感應(yīng)器的匝與匝之間存在鄰近效應(yīng)，感應(yīng)器與加熱工件之間也存在鄰近效應(yīng)，在感應(yīng)器的設(shè)計(jì)中，巧妙利用鄰近效應(yīng)可提高感應(yīng)器的效率。第14頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述3、圓環(huán)效應(yīng) 定義：當(dāng)高頻電流流過環(huán)形導(dǎo)體時(shí)，電流在導(dǎo)體橫截面上的分布將發(fā)生變化，此時(shí)電流僅僅集中在圓環(huán)的內(nèi)側(cè)，這種現(xiàn)象叫圓環(huán)效應(yīng)。 圓環(huán)的曲率半徑越小，徑向?qū)挾仍酱螅瑘A環(huán)效應(yīng)也越明顯； 電流的頻率越大，圓環(huán)效應(yīng)也越顯著。 圓環(huán)效應(yīng)有利于感應(yīng)器對(duì)外圓柱 零件的表面感應(yīng)加熱，但不利于 對(duì)工件內(nèi)孔

8、進(jìn)行加熱。第15頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述4、尖角效應(yīng) 定義：當(dāng)用感應(yīng)器加熱不規(guī)則形狀工件表面時(shí)，工件的尖角部位的加熱強(qiáng)度遠(yuǎn)較其它光滑平坦部位強(qiáng)烈，往往會(huì)造成過熱(例如，齒輪的齒頂部位)，這種現(xiàn)象稱做尖角效應(yīng)。 尖角效應(yīng)是由于磁力線易于在尖角處集中，感應(yīng)渦流較強(qiáng)的緣故。 為了克服這一現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)形狀不規(guī)則的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大尖角或凸出部位與感應(yīng)器之間的間隙。第16頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述第17頁/共67頁14.1 感應(yīng)加熱概述 5、 電流捷徑 電流在流動(dòng)時(shí)，往往是沿電阻小的部位進(jìn)行，有時(shí)感應(yīng)器的厚度有變化時(shí)，應(yīng)考慮電流走捷徑對(duì)加熱的影響。第18頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)

9、備一、工頻感應(yīng)加熱設(shè)備第19頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 構(gòu)成：供電系統(tǒng)工藝裝備系統(tǒng) f = 50Hz（或60Hz），電流透入深度10mm（ f = 50Hz時(shí)，電流透入深度15mm ），適用于大型工件，如冷軋輥、大車輪等大截面工件的表面淬火加熱，也被廣泛用于熔煉鋼鐵、鑄鐵及有色金屬，還可以用于鍛件鍛造前的加熱，熱處理的正火或調(diào)質(zhì)處理。q 特點(diǎn)：工頻感應(yīng)加熱速度低，不易產(chǎn)生過熱，整個(gè)加熱過程易控制。 第20頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)（700）時(shí)，75mm 工頻感應(yīng)加熱速度小于中、高頻感應(yīng)加熱，特別是在居里點(diǎn)以上時(shí)，加熱速度更低，因而熱應(yīng)力較小，熱應(yīng)力引起的變形與

10、開裂的可能性也較小，造成過熱的危險(xiǎn)性也較小。 不需要變頻設(shè)備，設(shè)備簡單，投資較低；第21頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備二、中頻感應(yīng)加熱設(shè)備 f = 50010000Hz，又稱音頻感應(yīng)加熱設(shè)備，電流透入深度 5mm，用于中小型工件的淬火加熱。 中頻發(fā)電機(jī)是使用較早而廣泛的設(shè)備，其中可控硅變頻器是一種較先進(jìn)的設(shè)備，在工業(yè)中也得到迅速地發(fā)展和推廣使用。第22頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 中頻發(fā)電機(jī)組構(gòu)成：電動(dòng)機(jī)、中頻發(fā)電機(jī)、激磁用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)、電容器、降壓變壓器、感應(yīng)器 分類 機(jī)械式 晶閘管式第23頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 機(jī)械式中頻變頻裝置（簡稱機(jī)式中頻發(fā)電機(jī)）：能將50Hz

11、工頻電流轉(zhuǎn)變成10008000Hz的中頻電流 優(yōu)點(diǎn)：可靠耐用，維護(hù)費(fèi)用低，可集中供電（一臺(tái)機(jī)組可以供幾臺(tái)淬火機(jī)床輪流使用），變頻機(jī)組利用率高；數(shù)臺(tái)性能相近的中頻裝置可并聯(lián)使用，提高輸出功率。 缺點(diǎn)：頻率固定，使用范圍受限，占地面積大，噪聲大，耗水量大，電效率低（70%75%），屬淘汰產(chǎn)品，目前已停產(chǎn)。第24頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 晶閘管式（SCR）中頻變頻裝置：亦稱可控硅中頻電源，有整流、濾波、逆變、控制及保護(hù)電路組成。感應(yīng)淬火用的晶閘管中頻電源頻率一般為2.58kHz。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕；無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，噪聲小；啟動(dòng)、停止方便；頻率可根據(jù)零件需要調(diào)整，并在運(yùn)行中自動(dòng)跟蹤，保持在最

12、高功率因數(shù)下運(yùn)行；安裝容易；電效率可達(dá)90%。第25頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備第26頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備三、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備 高頻感應(yīng)加熱設(shè)備實(shí)質(zhì)上就是一種大功率的頻率變換裝置，它將50Hz的工頻電流轉(zhuǎn)換成幾百千赫的高頻電流，以滿足感應(yīng)加熱的需要。電流頻率越高，加熱工件時(shí)電流透入深度越淺，渦流強(qiáng)度越大，熱量越集中，因而加熱速度越快，淬硬層也越薄，所以高頻感應(yīng)加熱設(shè)備多用于要求淬硬層小于1mm的中、小型零件。 第27頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 f = 100300kHz ，電流透入深度 3mm，適用于大多數(shù)工件表面淬火。 分類 電子管式高頻感應(yīng)加熱裝置 晶體管式高頻

13、變頻裝置第28頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 電子管式高頻感應(yīng)加熱裝置 結(jié)構(gòu) 晶閘管調(diào)壓器 升壓變壓器 高壓整流器 電子管振蕩器 微機(jī)控制調(diào)壓系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：在高頻率甚至超高頻率、大功率方面有獨(dú)特優(yōu)勢 缺點(diǎn)：耗能高、體積大、相對(duì)效率低、危險(xiǎn)性大第29頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 晶體管式高頻變頻裝置 結(jié)構(gòu) 整流器 逆變器 控制電路 優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕，整機(jī)效率高，節(jié)能節(jié)水，隨時(shí)可以起動(dòng)和停機(jī)，輸出功率調(diào)節(jié)方便，反應(yīng)迅速，準(zhǔn)確可靠，故障率低，整機(jī)使用壽命長。第30頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備第31頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備四、感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇 電流透入深度：根據(jù)趨膚效應(yīng)，

14、工程上規(guī)定當(dāng)Ix降至I0的1/e（0.368，e = 2.718）處的電流深度稱為電流透入深度。 鋼鐵材料熱態(tài)電流的透入深度比冷態(tài)電流透入深度大幾十倍，鋼鐵在800900時(shí) = 500/f1/2 感應(yīng)加熱時(shí)，f越大，熱越小，則淬硬層深度x越淺；反之，f 越小，熱越大，則x越深。第32頁/共67頁14.2 感應(yīng)加熱設(shè)備 如果熱 x ，則加熱時(shí)熱量只集中于表層，要靠熱傳導(dǎo)傳熱，加熱速度慢，生產(chǎn)率低，過渡層大，但功率?。?如果熱 x ，加熱速度快，表面輻射損失小，過渡層淺，但功率大。 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)：1.5104/x2 f 2.5105/x2 例如：x = 2.0時(shí), fmax = 60000Hz, fm

15、in = 4000Hz f 最佳15000Hz 采用真空管式感應(yīng)加熱設(shè)備。第33頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要 感應(yīng)器設(shè)計(jì)得是否合理會(huì)影響到加熱層的形狀和深度以及設(shè)備功率能否正常發(fā)揮等。因此，感應(yīng)器的設(shè)計(jì)對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要，應(yīng)根據(jù)工件的形狀、尺寸以及熱處理技術(shù)要求來設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：確保工件表面被均勻加熱，電熱效益高，自身損耗小，具有一定的強(qiáng)度和使用壽命，制作簡單，工作穩(wěn)定可靠，操作方便，裝卸便捷。第34頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要 感應(yīng)器的組成 有效圈（產(chǎn)生磁場加熱工件的有效部分） 匯流排（將電源電流輸向有效部分） 連接板（夾持裝置，將前兩者與淬火變壓器夾緊）

16、 供水裝置（冷卻前兩者、噴水冷卻工件）有時(shí)感應(yīng)器還裝有導(dǎo)磁體、磁屏蔽環(huán)（片）、定位圈和支撐裝置。第35頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要第36頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要 感應(yīng)器的設(shè)計(jì)主要包括：感應(yīng)器有效圈的形狀、尺寸、圈數(shù)，感應(yīng)器有效圈與工件的間隙，匯流板的尺寸與連接方法，冷卻方式等。其結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)中、高頻電流的特點(diǎn)以及感應(yīng)線圈的使用壽命等來考慮。第37頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要1、感應(yīng)器有效圈與工件的間隙 感應(yīng)器與工件的間隙大小直接影響到感應(yīng)器的功率因數(shù)。從提高熱效應(yīng)的角度出發(fā)，感應(yīng)器有效圈與工件的間隙越小越好。 間隙大，功率因數(shù)低；間隙小，功率因數(shù)高，

17、電流透入深度淺，加熱速度快。但間隙過小，操作不方便，易產(chǎn)生短路，降低使用壽命。 間隙大小還受到設(shè)備的功率和淬硬層深度的影響，設(shè)備功率大則間隙大，設(shè)備功率小則間隙小。連續(xù)加熱時(shí)要考慮移動(dòng)，間隙也要大一些。第38頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要2、感應(yīng)器有效圈的尺寸1）感應(yīng)器有效圈的內(nèi)徑 外圓表面加熱用的施感導(dǎo)體采用矩形或方形截面的銅管繞成。 內(nèi)徑： DD02a （mm） D0 工件的直徑，mm a工件表面與施感導(dǎo)體內(nèi)表面的間隙第39頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要2）感應(yīng)器有效圈的高度 感應(yīng)器有效圈的高度會(huì)直接影響淬硬層分布。 長軸件進(jìn)行局部一次性加熱：H = L + 810 (

18、mm) L淬硬區(qū)的長度 短軸零件進(jìn)行局部一次性加熱：H = L - 2a (mm) a感應(yīng)器有效圈與工件間隙，mm 當(dāng)軸形件淬硬層較長時(shí)，可采用多匝感應(yīng)器。第40頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要3）感應(yīng)器有效圈的管壁厚度 管壁厚度應(yīng)根據(jù)電流在銅質(zhì)導(dǎo)體中的趨膚效應(yīng)以及感應(yīng)器自身的強(qiáng)度要求來確定。 感應(yīng)器有效圈壁厚沒有通水冷卻時(shí)，其厚度為810mm，通水冷卻時(shí)，厚度按下表選取。感應(yīng)器的冷卻出水溫度不能大于60。頻率頻率/Hz感應(yīng)器管壁厚度感應(yīng)器管壁厚度/mm10003.04.025002.08000100001.525000040000001.0第41頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概

19、要3、感應(yīng)器的圈數(shù) 當(dāng)工件直徑較小，而淬硬區(qū)又較長時(shí)，可采用雙圈或多圈感應(yīng)器，有較高的熱效率。 多圈感應(yīng)器可以改善匯流板與感應(yīng)器間的電壓分配，增加感應(yīng)器上的電壓。 但圈數(shù)也不宜過多，過多時(shí)阻抗增加，功率因數(shù)下降，效率低。第42頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要4、冷卻水路 冷卻水管的尺寸與電流頻率、電流透入深度、加熱方式和散熱條件有關(guān)。 采用同時(shí)加熱法時(shí)，要另設(shè)噴水圈或淬火槽進(jìn)行淬火冷卻。 采用連續(xù)加熱淬火法時(shí)，可采用自噴式感應(yīng)器，當(dāng)要求噴水量較大時(shí)，在感應(yīng)器下方另設(shè)獨(dú)立噴水圈。5、匯流板尺寸 匯流板感應(yīng)圈兩端與電源的連接部分。第43頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要二、導(dǎo)磁體和屏

20、蔽作用1、導(dǎo)磁體 圓環(huán)效應(yīng)使電流集中于感應(yīng)器內(nèi)側(cè)，有利于加熱圓柱零件。對(duì)于加熱圓筒形零件內(nèi)表面，則應(yīng)在感應(yīng)器上設(shè)置導(dǎo)磁體將電流從內(nèi)側(cè)驅(qū)趕到外側(cè)，以加強(qiáng)鄰近效應(yīng)，改變加熱區(qū)溫度分布，提高熱效率。第44頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要2、電磁屏蔽 對(duì)工件上不需要加熱的凸臺(tái)或尖角處加上銅環(huán)或鐵磁材料環(huán)，在環(huán)中因漏磁而產(chǎn)生渦流，渦流所產(chǎn)生的磁場方向與感應(yīng)加熱的磁場方向相反，使磁力線不能穿過那些不需要加熱的部位，而起到屏蔽作用。 例如：對(duì)鍵槽、油孔打入銅釘進(jìn)行屏蔽，避免工件加熱時(shí)產(chǎn)生的過熱或裂紋。第45頁/共67頁14.3 感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)概要第46頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 一、感應(yīng)器的

21、效率 指感應(yīng)器的輸入功率與用于加熱工件的有用功率之比Pa / P 感應(yīng)器的效率，% Pa工件表面吸收功率（kW） P輸入感應(yīng)器功率（kW） 工件表面吸收功率Pa是計(jì)算工件加熱總功率和選擇設(shè)備的依據(jù)。 第47頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 Pa與淬硬層深度、工件大小、加熱時(shí)間、電流頻率和加熱方式等因素有關(guān)，其大小直接影響工件的加熱速度和淬硬層深度。 在選擇總功率P時(shí)，設(shè)備的效率應(yīng)將變壓器效率、感應(yīng)器效率和回路線傳輸效率等考慮進(jìn)去，且總功率滿足工藝要求。第48頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 2、感應(yīng)器的效率不應(yīng)低于80%，提高感應(yīng)器的效率應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1、感應(yīng)器的有效圈、匯流排及連接板

22、應(yīng)該使用純銅制造，這樣對(duì)電流阻礙作用小，電效率高，無氧銅是首選材料。 2、感應(yīng)加熱時(shí)，感應(yīng)器與工件之間總有一定的間隙，總有部分磁力線不經(jīng)過被加熱工件的表面，而從間隙中通過，對(duì)工件不起加熱作用，這就是漏磁。間隙越大，漏磁越大。第49頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 3、磁力線穿過了工件，并轉(zhuǎn)換成了熱能，但這部分熱能并沒有被用于工件所需要加熱的地方，而是加熱了其他不應(yīng)該被加熱的部分，稱為磁力線的逸散。 為了提高感應(yīng)器的效率，在感應(yīng)器形狀和尺寸的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮磁力線的分布。采用導(dǎo)磁體是克服磁力線逸散的有效途徑。第50頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 4、根據(jù)工件的直徑（或厚度）正確選擇感應(yīng)電

23、流的頻率，這是提高感應(yīng)器效率的根本保證，工件直徑（或厚度）與電流透入深度之比將決定電效率，兩者關(guān)系見下表：工件直徑工件直徑/電流透入深度電流透入深度864210.60.4感應(yīng)器效率（感應(yīng)器效率（%） 948565301041第51頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 5、盡量采用矩形純銅管代替圓形管制作感應(yīng)器。矩形管和圓形管在截面上的電流分布不同。當(dāng)間隙相同時(shí)，圓形管的漏磁和磁力線逸散非常嚴(yán)重，而矩形管比圓形管效率高10%。第52頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 6、感應(yīng)器的總阻抗由有效圈阻抗、連接板及匯流排阻抗、感應(yīng)器與淬火變壓器的接觸阻抗組成。淬火變壓器的輸出電壓一定時(shí)，電壓在感應(yīng)器上的分

24、配是按阻抗的大小成正比分配。為提高感應(yīng)器效率，有效圈長度與感應(yīng)有效圈高度比值在510之間比較合適，如果小于5，應(yīng)用多匝感應(yīng)器。第53頁/共67頁14.4 感應(yīng)器的效率 7、感應(yīng)器的連接板與淬火變壓器的接觸要好。接觸電阻增大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接觸面發(fā)熱、氧化、并使接觸電阻進(jìn)一步增大而形成惡性循環(huán)。 8、在需要對(duì)很小面積的零件加熱或需要提高對(duì)零件的某一局部加熱功率時(shí)，可以在感應(yīng)器上加裝集流器（強(qiáng)流器），使感應(yīng)器獲得更大的功率，并傳遞到被加熱的工件上。集流器可固定在感應(yīng)器上，也可做成分離型，方便與被加熱工件定位，使得感應(yīng)器難以進(jìn)入的零件部位得到加熱。第54頁/共67頁14.5 淬火機(jī)床 淬火機(jī)床是感應(yīng)熱處理

25、設(shè)備的重要組成部分，感應(yīng)熱處理要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，要保持穩(wěn)定的熱處理質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，就必須配備合適的感應(yīng)淬火機(jī)床。 分類 按生產(chǎn)方式：通用型、專用型、生產(chǎn)線 按感應(yīng)電源的不同：高頻、中頻、工頻淬火機(jī)床 按處理工件類型的不同：軸類、齒輪、導(dǎo)軌、平面淬火機(jī)床、棒料生產(chǎn)線 按主要傳動(dòng)形式：液壓式、全機(jī)械式淬火機(jī)床 按處理工件的裝夾方式：立式、臥式淬火機(jī)床第55頁/共67頁14.5 淬火機(jī)床 構(gòu)成 機(jī)架：主要基礎(chǔ)件，足夠剛性、結(jié)構(gòu)簡單、宜采用鑄鐵件或型鋼焊接，應(yīng)考慮防銹和積水的排放。 升降機(jī)構(gòu)：便于裝卸工件 旋轉(zhuǎn)部件：為使感應(yīng)加熱均勻，圓形工件加熱時(shí)應(yīng)旋轉(zhuǎn) 工件夾緊裝置 控制儀表：工作臺(tái)上有位移表、轉(zhuǎn)速表、淬火冷卻介質(zhì)流量計(jì)、水壓計(jì)、測溫計(jì)等。此外，還有淬火冷卻介質(zhì)管路及循環(huán)冷卻系統(tǒng)，及必要的抽油煙、擋水和照明裝置第56頁/共67頁14.5 淬火機(jī)床立式淬火機(jī)床臥式淬火機(jī)床第57頁/共67頁14.6 其它表面加熱裝置一、火焰表面加熱裝置 1、火焰表面熱處理：用火焰加熱工件的某些部位，使零件表面迅速被加熱到預(yù)定溫度，然后根據(jù)零件技術(shù)要求進(jìn)行不同速度的冷卻，以獲得所需的組織性能。 優(yōu)點(diǎn)：加熱溫度高、速度快、時(shí)間短、設(shè)備簡單，對(duì)操作場所要求不高，使用方便。 缺點(diǎn)：工藝參數(shù)不易控制，往往依靠經(jīng)驗(yàn)，熱處理質(zhì)量不易保證，易出現(xiàn)過熱，不