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关于感应热处理技术与设备的发展

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关于感应热处理技术与设备的发展

发布日期:2015-11-24 作者: 点击:

  20世纪50年代,感应热处理开始在国内应用,当时此工艺被称作“高周波淬火”。这门热处理新工艺利用线圈电磁感应加热工件快速达到淬火温度,然后迅速冷却,仅使表面层获得淬火组织。它具有加热速度快、有较好的劳动条件、表层强度高和变形小等特点,很快为热处理工作者所接受并速度发展。

一、感应热处理节能方面的优越性

1.感应加热方面的节能

  感应加热速度快,能提高金属材料的相变温度(50~100℃),加速奥氏体转变过程。在淬火后表面得到细小的隐晶马氏体,表面硬度比一般淬火高2~3HRC。感应加热调质处理代替箱式电炉调质处理可节电35%~50%;感应加热代替渗碳和碳氮共渗等表面硬化处理,可节电80%~95%;代替炉中整体加热淬火可节电40%~50%。

2.感应加热件回火方面的节能

  利用感应加热将热量传到淬火层以外,淬火冷却时未全部带走残留下来的热量而实现短时间回火,具有高效节能,并在许多情况下(如对高碳钢及高碳高合金钢)可避免淬火开裂,同时一经确定各工艺参数可大批量生产等优点,经济效益显著。

3.感应加热设备方面的节能

  感应热处理用电量约占热处理设备总用电量的20%~25%。我国热处理常用的电炉热效率一般都小于55%,箱式电炉淬火为30%~40%,高温回火为40%~50%。井式气体渗碳炉渗碳为7%~15%,中温电极浴炉淬火加热为18%~25%,井式回火炉回火为40%~60%,井式回火炉回火为40%~60%。感应加热炉的热效率:灯式高频炉为44%~60%,机式中频炉为49%~69%,可控硅静止交频机57%~78%。利用高频感应加热直流放电进行渗碳,可获得0.35~0.45mm渗碳层,渗层表面碳势0.9%~1.05%,可缩短生产周期10~12倍。

二、感应加热电源的发展

1.晶闸管(SCR)中频电源

  早期感应加热电源是机械式中频发电机,电效率低,为70%~75%,已被逐步淘汰出感应加热范围,取而代之的是晶闸管中频电源亦称可控硅中频电源。晶闸管电源频率在2.5~8kHz,适用范围大大扩展。90年代初完全成熟,某些技术指标已经达到国际先进水平。它与机械式中频相比优点是体积小,重量轻;无机械运动,噪声小;能瞬时启动和停机;频率在工件运行中自动跟踪。缺点是过载能力低,故障率高,价格较高。

2.电子管高频电源

  电子管高频电源调谐简单,使用方便,尽管频率高,应用范围还是较宽的。缺点为电效率低,约为50%;工作电压太高,安全性差。

3.晶体管超高频和高频电源

  90年代后,晶体管高频电源(SIT高频电源、MOSFET高频电源、IGBT超音频电源等)开始研发。静态感应晶体管SIT(StaticSIT Induction Transistor)实际上是一种结型场效应晶体管。SIT静电感应晶体管电源,集大电流、高耐压和高频特性于一体,但由于SIT电源因单管功率小等缺点很难克服,国外公司已经停止研发和生产,国内已生产几十台,但由于备件缺乏,已经逐渐报废。


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