感應熱處理表面製程

什麼是感應熱處理表面製程?

感應加熱 是一種熱處理製程,可透過電磁感應對金屬進行非常有針對性的加熱。此製程依賴材料內的感應電流來產生熱能,是用來黏合、硬化或軟化金屬或其他導電材料的首選方法。在現代製程中,這種形式的熱處理提供了速度、一致性和控制的有利組合。雖然其基本原理眾所周知,但固態技術的現代進步已使此處理過程變得非常簡單,並成為涉及接合、處理、加熱和材料測試等應用的極具成本效益的加熱方法。

感應熱處理透過高度可控的電加熱線圈,不僅可讓您為每個金屬零件選擇最佳的物理特性,還可為該金屬零件的每個部分選擇最佳的物理特性。感應淬火可賦予軸承頸和軸部極佳的耐用性,而不會犧牲處理衝擊負荷和震動所需的延展性。您可以淬火複雜零件的內部軸承表面和閥座,而不會產生變形問題。這表示您能夠以最符合您需求的方式,對特定區域進行淬火或退火,以達到耐久性和延展性。

感應熱處理服務的優點

  • 集中熱處理 表面硬化可保持核心原有的延展性,同時硬化零件的高磨耗區域。淬火區域的深度、寬度、位置和硬度均可精確控制。
  • 最佳化一致性 消除明火、焊槍加熱和其他方法所產生的不一致和品質問題。一旦系統經過正確的校準和設定,就不會有任何猜測或變化;加熱模式是可重複且一致的。使用現代的固態系統,精確的溫度控制可提供均勻的結果。

  • 最大化生產力 由於熱能可在工件內部直接且立即產生 (>2000º F. < 1 秒),因此生產率可達到最高。啟動幾乎是瞬間完成;不需要預熱或冷卻週期。
  • 改善產品品質 零件不會直接接觸火焰或其他加熱元件;熱力是透過交流電導入零件內部。因此,產品的翹曲、變形和次品率都能降到最低。
  • 降低能源消耗 厭倦了不斷增加的水電費帳單?此獨特的節能製程可將高達 90% 的耗能轉換為有用的熱能;而批次式窯爐的能效通常只有 45%。不需要預熱或冷卻週期,因此可將待機熱損耗降至最低。
  • 環保 不需要燃燒傳統的化石燃料,因此製程清潔、無污染,有助於保護環境。

什麼是感應加熱?

感應加熱 是一種非接觸式加熱方法,可從感應線圈(電感)產生的交變磁場中吸收能量。

能量吸收有兩種機制:

  • 在人體內部產生閉環(渦)電流,由於人體材料的電阻而導致加熱
  • 磁滯加熱(僅適用於磁性材料!),這是由於磁性微小體積(磁塊)的摩擦,這些微小體積會隨著外部磁場的方向旋轉。

感應加熱原理

連鎖現象:

  • 感應加熱電源 將電流 (I1) 傳送至感應線圈
  • 線圈電流(安培匝)會產生磁場。磁場線總是封閉的(自然法則!),每條線都繞著電流源 - 線圈匝數和工件。
  • 流經零件截面的交替磁場 (耦合至零件) 會在零件中產生電壓

  • 在可能的情況下,誘導電壓會在零件中產生與線圈電流方向相反的渦電流 (I2)
  • 渦流會在零件中產生熱量

感應加熱裝置中的電流

交流電在每個頻率週期中會改變方向兩次。如果頻率為 1kHz,則電流在一秒鐘內會改變方向 2000 次。

電流和電壓的乘積就是瞬間功率值 (p = i x u),它在電源和線圈之間擺動。我們可以說,電力部分被線圈吸收(有功功率),部分被線圈反射(無功功率)。電容電池用來卸除發電機的無功功率。電容器從線圈接收無功功率,並將其送回線圈,以支持振盪。

線圈-變壓器-電容器」的電路稱為共振電路或 Tank 電路。

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