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发表于 2008-1-24 09:14:22
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来自: 中国四川德阳
呵呵,大致总结以下资料,供参考:
9 Z% g7 [" ~4 R( ~; b1 感应淬火加热层深度3 {! ^7 Y+ G. D8 v, J# V a3 C0 c
在感应淬火条件下,加热层的深度基本上取决与频率和所使用的功率。此外,奥氏体化时间,以及感应器与被淬硬表面的距离,还有所获得的能量密度(表面功率Kw/cm2)是非常重要的。电流穿透深度Δ,在此厚度内有86%的能量转变成热量。此厚度可用下列公式表示:5 I- h" C6 G2 ?" P7 |# ^# c
Δ=503[ρ/(μrf)1/2
' K. y' b' L* U% `- ` 比电阻 ρ=1.1(Ωmm2/m)8 u1 I2 g; G8 m$ E6 O- s) P0 S
磁导率 μr=11 h2 ~6 a8 u8 q( ^
频率 f (Hz)
5 ^3 N9 Z i3 S7 S) w* q对于感应加热,下列近似值可用来确定可获得的加热层深度:8 N ^1 H' \# I) `0 W
0.25~5 MHz 大约 1.0~0.3mm4 q9 ?; E3 o! {4 E- _$ g! \
8~10 KHz 大约 8~5mm
/ C2 \+ u" f! w$ R' [1~5 KHz 大约 16~8mm. n; k% A, n; g9 Z3 R5 i2 V
50Hz 大约 70mm
, b( J5 g' I- ^; J假设δ为要求的硬化层深度,则当Δ≥δ时为完全的透入式加热当Δ<δ则不能实现完全透入式加热,而必须在加热后期又透入式加热转变为传导式加热。
& ]# K9 b( d9 p* n# [/ Y+ C一般来说,非合金钢的最大硬化深度为2~4mm。用感应和火焰淬火,合金钢可获得下述硬化层深度,这还取决于操作方法。含Mn为1.5%的Mn钢,硬化深度层大约为3~6mm;含Cr、Mo的钢,硬化层深度大约4~12mm;含Cr、Ni、Mo的钢,硬化层深度大约为4~12mm。
% ~: h" l+ u9 C! W2 感应加热设备的选择
. S( H! o# c% v: j& {(1)设备频率
, F) o) P- h6 V8 ?( Z) Q设备的频率主要是根据淬硬层深度和工件的尺寸大小来确定。总的来说要尽量从获得透入式加热来考虑频率。一般电流的频率选择范围应当是:+ W8 @) c" X6 G
15000/δ2<f<250000/δ2+ P$ p% Z3 N; f9 w# h- U$ k- {: a5 s
当淬硬层深度为已知时,必可找到一最佳频率,实践证明淬硬层深度为电流透入深度的1/2时最为适当,即:
( Q; q& w# m2 h: I( ~9 Hf=62500/δ2
, c/ T/ @- J5 X4 V' @在选择频率时,还要考虑工件直径大小,当被加热工件直径与电流透入深度之比小于10时,感应器的电效率显著下降,因此,小直径工件应采用较高频率的设备。
; J, R ]/ M2 Q. |; a+ j1 y& B4 u(2)设备功率
4 K+ Y7 ?9 C$ h4 r8 b J; `感应加热需要计算的功率有:发电机输出功率;工件加热所需总功率;输入到工件的单位表面功率。. {8 l0 i! F0 I% L
①加热工件单位表面功率的确定:单位表面功率是指被加热的工件单位面积上所需要的电功率,也称为比功率。单位表面功率P0愈大,加热速度愈快,淬硬层就愈浅,P0愈小,加热速度愈慢,可以得到较厚的加热层,因此,P0的选择实际是在电流频率选定之后,再根据淬硬层深度的要求来确定的,但其不确定的影响因素较多,一般用估算的方法求P0值,如采用同时加热方式并达到传导加热条件时,可用下式计算:( s9 ?# \1 H) I! |$ L# t' L; u
P0=5δ/tk(kW/mm2)6 v2 D( [. D M
tk——加热时间(秒)
( b% s& K. E0 X8 g2 S" v& \下表可供参考1 v/ w2 K% G9 j6 d1 ^- k$ `
同时加热 连续加热
, e' p3 t" M c5 Y3 a高频 0.5~2 1~3. h j+ ~, y% L# i
中频 0.5~2 0.8~23 f7 w2 |3 O5 ~4 i! |
②工件加热所需要的总功率:确定单位表面功率后,根据同时加热的总面积S(mm2)加热所需要的总功率P:* r/ e R# [5 @# {0 S
P=SP0/ I8 O M( u7 H+ w
连续加热时,必须考虑到感应器的高度h(mm),所以:$ F) G: j4 I7 @4 X* H& I" j
P=πDhP03 }8 o# _, W% t9 B( ]2 M1 `
因为:h=tkV
' z3 e. |! h) I* n0 f2 n+ I' Y1 ^V——工件与感应器相对移动速度(mm/s)0 m6 T8 A- s3 e7 p
所以 P=πDtkVP0! ?, W( @8 g( t7 [9 L3 c, y/ b6 Q
③设备必须输出的功率:在加热所需总功率的基础上,再将感应器的效率η感和淬火变压器的效率η变考虑进去,就可得到设备必须的输出功率P输,采用同时加热时:1 d/ S0 g$ O2 M# R- M( l9 P
P输=SP0/η感η变
$ H, g2 P; Q8 k+ x, h采用连续加热时:: z9 ?! g* d& N
P输=πDtkVP0/η感η变
; E, e1 l) s' U) D6 |& I( U0 N一般η感≈0.75~0.85 η变≈0.75~0.85 |
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