感應(yīng)加熱爐的原理:工件放到感應(yīng)器內(nèi),感應(yīng)器一般是同入中頻或高頻交流電 (500-300000Hz)的空心銅管。產(chǎn)生交變磁場在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流,這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的,在表面強(qiáng),而在內(nèi)部很弱,到心部接近于0,利用這個集膚效應(yīng),可使工件表面迅速加熱,在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到800-1000ºC,而心部溫度升高很小。
隨著工件表層溫度的增高,工件的電阻率隨之增加,當(dāng)溫度達(dá)到居里溫度(768。C)時 ,電功率又集中在靠里的一層;所以加熱爐也就是一個逐層加熱的過程,而正確的選用加熱功率、工作頻率與加熱時間就能達(dá)到所需的淬火溫度。工頻加熱淬硬層深度為10-20mm,一般用于較大尺寸零件的透熱,大直徑零件(直徑Ø300mm以上,如軋輥等)的表面淬火。感應(yīng)加熱表面淬火具有表面質(zhì)量好,脆性小,淬火表面不易氧化脫碳,變形小等優(yōu)點(diǎn),所以加熱爐在金屬表面熱處理中得到了廣泛應(yīng)用。是產(chǎn)生特定頻率感應(yīng)電流,進(jìn)行感應(yīng)加熱及表面淬火處理的設(shè)備。
加熱爐的優(yōu)點(diǎn)及類型與一般電爐相比,有加熱速度快、工件變形小、表面硬度高等優(yōu)點(diǎn)。原理是當(dāng)光電流通過電感器時,由于電磁感應(yīng),在電感器內(nèi)的工件內(nèi)產(chǎn)生交變磁場,交變磁場產(chǎn)生感應(yīng)電勢,在工件內(nèi)形成電流,即渦流。渦流的密度在工件中分布極不均勻。越靠近工件表面,電流越大,頻率越高,表面電流越大。因此,在對工件進(jìn)行感應(yīng)加熱時,功率集中在工件表面,因此工件表面溫度升高**快。
根據(jù)淬火深度的不同,可分為三種:
1、中頻備:還有一套將工頻50周/秒轉(zhuǎn)換成中頻(500~10000周/秒)電能的裝置,通常是中頻發(fā)電機(jī)(低功率因數(shù))和晶閘管逆變器.淬火深度約為5毫米。
2、高頻:有一套將工頻為50周波/秒的交流電轉(zhuǎn)換成高頻(70,000~1,000,000周波/秒)電能的裝置(通常用高頻發(fā)生器作電子管),淬火深度3mm以下。
3、工頻:感應(yīng)器工頻與電網(wǎng)頻率相同,即50周/秒,因此能直接從電網(wǎng)吸收能量,淬火深度在以上10毫米。缺點(diǎn)是功率因數(shù)太低。
加熱爐頻率的選擇:根據(jù)熱處理和加熱深度的要求選擇頻率。高頻加熱深度為0.5-2.5mm,一般用于加熱中小型零件,如小模數(shù)齒輪、中小型軸類零件。中頻為2-10mm,一般用于大直徑軸類和大中模數(shù)齒輪的加熱。