高周波熱処理の表面処理とは?
誘導加熱 は、電磁誘導によって金属の非常に的を絞った加熱を可能にする熱処理プロセスである。このプロセスは、材料内の誘導電流に依存して熱を発生させ、金属やその他の導電性材料の接着、硬化、軟化に使用される好ましい方法です。現代の製造工程では、この熱処理はスピード、一貫性、制御性という有益な組み合わせを提供します。基本原理はよく知られていますが、最近の固体技術の進歩により、接合、処理、加熱、材料試験を伴う用途において、プロセスが驚くほどシンプルで、費用対効果の高い加熱方法となっています。
誘導熱処理は、電気的に加熱されたコイルを高度に制御可能な方法で使用することにより、金属部品だけでなく、その金属部品の各部分に最適な物理的特性を選択することができます。高周波焼入れは、衝撃荷重や振動に対応するために必要な延性を犠牲にすることなく、ベアリングジャーナルやシャフト部分に優れた耐久性を与えることができます。複雑な部品の内部ベアリング表面やバルブシートも、歪みの問題を発生させることなく硬化させることができます。つまり、お客様のニーズに最適な方法で、耐久性と延性のために特定の領域を焼入れまたは焼きなましすることができます。
高周波熱処理サービスの利点
- 集中熱処理 表面硬化は、部品の高摩耗領域を硬化させながら、コアの元の延性を保持します。硬化領域は、ケースの深さ、幅、位置、硬度に関して正確に制御されます。
- 最適化された一貫性 直火加熱、トーチ加熱、その他の加熱方法による品質のばらつきや問題を解消します。一旦システムが適切に較正され、設定されれば、推測作業やばらつきはなく、加熱パターンは再現可能で一貫しています。最新のソリッド・ステート・システムでは、正確な温度制御により、均一な結果が得られます。
- 生産性の最大化 部品内部に直接、瞬時に熱を発生させるため(1秒未満で2000ºF以上)、生産速度を最大化できます。ウォームアップやクールダウンのサイクルは不要です。
- 製品品質の向上 部品は炎や他の発熱体と直接接触することはなく、交流電流によって部品自体に熱が誘導されます。その結果、製品の反り、歪み、不合格率が最小限に抑えられます。
- エネルギー消費の削減 光熱費の増加にうんざりしていませんか?バッチ炉のエネルギー効率は一般的に45%に過ぎません。ウォームアップやクールダウンのサイクルが不要なため、待機時の熱損失が最小限に抑えられます。
- 環境に優しい 従来の化石燃料を燃やす必要がないため、クリーンで無公害のプロセスが実現し、環境保護に貢献する。
誘導加熱とは?
誘導加熱 は、誘導コイル(インダクタ)から発生する交番磁界からエネルギーを吸収する人体の非接触加熱方法である。
エネルギー吸収には2つのメカニズムがある:
- ボディ内部にクローズループ(渦)電流を発生させ、ボディ素材の電気抵抗による加熱を引き起こす。
- 外部磁場の向きに応じて回転する磁性マイクロボリューム(ドメイン)の摩擦によるヒステリシス加熱(磁性材料に限る!)。
誘導加熱の原理
現象の連鎖:
- 誘導加熱電源 誘導コイルに電流(I1)を流す
- コイル電流(アンペアターン)は磁場を発生させる。磁界の線は常に閉じており(自然の法則!)、それぞれの線は電流源であるコイル・ターンとワークの周囲を回っている。
- 部品断面を流れる(部品に結合された)交番磁場が部品に電圧を誘導する。
- 誘導電圧は、可能な限りコイル電流と反対方向に流れる渦電流(I2)を部品に発生させる。
- 渦電流が部品を発熱させる
誘導加熱装置のパワーフロー
交流電流は、周波数の周期ごとに2回向きを変える。周波数が1kHzの場合、電流は1秒間に2000回向きを変える。
電流と電圧の積は、電源とコイルの間で振動する瞬時電力(p = i x u)の値を与える。電力は、コイルによって部分的に吸収され(有効電力)、部分的に反射されている(無効電力)と言えます。コンデンサ・バッテリーは、発電機から無効電力を取り除くために使用されます。コンデンサはコイルから無効電力を受け取り、それをコイルに送り返すことで発振を支えている。
コイル-トランス-コンデンサ」の回路は、共振回路またはタンク回路と呼ばれる。