感應加熱新工藝
感應加熱工藝是感應加熱技術水平的主要體現,是技術發展的基礎,先進的感應加熱工藝技術可以有效地發揮感應加熱的特點,實現**、節能的局部熱處理。
(1)縱向感應加熱淬火 半軸縱向感應加熱淬火已用于汽車、拖拉機工業。半軸縱向加熱是一次淬火。在德國、美國有半軸一次淬火專用機床,將加熱、校正和淬火在一臺機床上完成,提高了生產率,一次淬火與連續淬火相同產量的設備占地面積各為40m2與115m2。
(2)曲軸頸圓角淬火 曲軸頸圓角淬火后,疲勞強度比正火的提高一倍,我國生產的***與 NH發動機曲軸均已采用此種工藝。
(3)低淬透性鋼齒輪淬火 早在20世紀70年代我國曾進行55DT、60DT、70DT鋼研究并取得初步成果,以后因鋼的淬透性不穩定等原因,低淬鋼未繼續用于生產。1992年***低淬鋼創始人,K.3ЩЕПЕ ЛЯКОВСКЦЦ博士來中國講學,并到某一鋼廠調查冶煉低淬鋼的條件,認為該廠完全具備生產低淬鋼條件。YB 2009—1981《低淬透性含鈦優質碳素結構鋼》中對合金元素的控制與***不同,(俄)1054—74、58(55П П)鋼的元素含量對 Mn、Cr、Ni、Cu四元素之和規定要求<0.5%(質量分數),而YB2009—8155Ti鋼對Cr、Ni、Cu三元素之和規定<0.5%(質量分數),這可能是關鍵所在。
**低淬鋼及控制淬透性鋼已大量應用于汽車、拖拉機后橋齒輪、挖掘機齒輪、傳動十字軸、火車車廂用滾動軸承、汽車板簧和鐵路螺旋彈簧等,取得了極大的經濟效益。
(4)感應電阻淬火 眾所周知,轉向齒條的齒部采用感應電阻法淬火,國內已有三臺以上的進口機床在生產。英國一臺機床將此工藝用于齒輪生產,發現淬火后齒輪基本不變形并可隨后進入裝配工序。
(5)曲軸軸頸固定加熱淬火 新設備稱為 Gr ankproTM,用二個半環形固定加熱感應器取代8字半環形旋轉加熱感應帶。此套設備能對曲頸進行淬火與回火,與老工藝相比,具有節能、占地面積小、工件變形小和感應器壽命長等優點。
三、感應加熱電源及技術
在電源方面晶閘管中頻取代機式發電機。20世紀 90年代初,國內晶閘管電源廠曾如雨后春筍,遍地開花,經過優勝劣汰的競爭,現在生產廠已趨向穩定。目前晶閘管電源又在向 IGBT晶體管電源發展,而電子管高頻則將發展為MOSFET晶體管電源,手提晶體管超音頻、高頻電源市場競爭十分激烈,其未來也將是誰的質量高、技術水平高,誰就能站穩腳跟。
國產中頻電源目前都采用并聯諧振型逆變器結構。因此,在研究和開發更大容量的并聯逆變中頻電源的同時,研制結構簡單、易于頻繁起動的串聯逆變中頻電源是國內中頻感應加熱裝置領域有待解決的問題,尤其是在熔煉、鑄造應用中,串聯逆變電源易實現全工況下恒功率輸出 (有利于降低電能噸耗)及一機多負載功率分配控制,更值得推廣應用。
在超音頻 (10~100kHz)范圍內,由于晶閘管本身開關特性等參數的**,給研制該頻段的電源帶來了很大的技術難度。雖然在 80年代浙江大學采用晶閘管倍頻電路研制了50kW /50kHz超音頻電源,采用時間分割電路研制了30kHz的晶閘管超音頻電源,但由于倍頻電路的雙諧振回路耦合使負載呈非線性,時變加熱負載參數與諧振回路參數匹配調試相當復雜,而時間分割電路控制和主回路結構復雜,逆變管利用率低,因此沒有得到很好的推廣應用。
70*80年代初,人們將現代半導體微集成加工技術與功率半導體技術進行結合,相繼開發出一大批全控電力電子半導體器件 (GTR、MOSFET、SIT、SITH及**T等),為全固態超音頻、高頻電源的研制打下了堅實的基礎。