ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ О ИНДУКЦИОННОМ НАГРЕВЕ

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

имеет индукционный нагрев в сравнении с другими видами нагрева, такими как радиационный или газопламенный?

КАК ЭТО ВОЗМОЖНО ?

Переменный ток, полученный от преобразователя частоты, протекает через индуктор и создает магнитное поле. Это поле сконцентрировано внутри  индуктора и его величина зависит от силы тока и числа витков.

Токи Фуко (вихревые токи) наводятся во всех предметах, помещенных внутри индуктора и проводящих ток. Из-за наличия электрического сопротивления в предмете происходит выработка тепла в области протекания токов Фуко (закон Джоуля-Ленца). С ростом силы магнитного поля увеличивается и выработка тепла. Однако на суммарное тепловое воздействие влияют и магнитные свойства предмета и расстояние от предмета до индуктора.

Токи Фуко в детали вызывают нагрев
Токи Фуко создают свое собственное магнитное поле, противоположное полю индуктора. Это противодействие мешает полю индуктора сразу проникнуть в центр предмета, охваченного индуктором. Токи Фуко максимальны на поверхности нагреваемого предмета, однако их сила значительно ослабевает по мере приближения к центру. Расстояние от поверхности до глубины, где плотность тока снижается до 37%, называется глубиной проникновения D. Понятие глубины проникновения тока весьма важно: в слое толщиной Δ протекает примерно 85,89% полного тока и выделяется 86,5% мощности.
﷯
Значение Δ падает по мере роста частоты, поэтому выбор выходной частоты преобразователя, наряду с выходной мощностью, важен с точки зрения получения оптимальной глубины прогрева изделия.
Глубина проникновения тока в деталь

СПРАВОЧНОЕ

Глубина проникновения тока в деталь в зависимости от частоты (Гц)

Материал

Температура, °С

Глубина проникновения тока, мм,

при частоте, Гц

50

1000

2500

8000

70 000

150 000

Конструкционная сталь

20

2,8

0,64

0,4

0,22

0,07

0,05

1 000

85

19

12

7

2,2

1,6

Аустенитная сталь (немагнитная)

20

32,2

7,15

4,5

2,5

0,85

0,58

1 000

85,5

19

12

6,7

2,2

1,55

Алюминий

20

12

2,7

1,7

0,95

0,32

0,21

600

24

5,4

3,4

1,7

0,64

0,42

Медь

20

9,5

2,1

1,34

0,75

0,25

0,13

Графит

600

225

50

32

18

6

2,1

Сравнительная диаграмма зависимости глубины  проникновения тока  в деталь от частоты (для стали)

Рекомендуемые размеры детали и индуктора в зависимости от частоты тока (ориентировочно)

Материал
Частота, Гц
Сталь немагнитная
Сталь магнитная
Латунь
Медь
Алюминий и алюминиевые сплавы
Конечная температура, °C
1200
700
800
850
500
Диаметр индуктора, мм
150-500
27-75
110-
50-
50-
50
80-250
8-35
35-440
22-800
22-800
500
40-175
6-25
30-300
15-600
15-600
1000
25-100
3,5-14
15-180
9-350
9-350
3000
20-85
2,5-10,5
10-130
7-260
7-260
5000
14-60
2-8,5
8-100
5-180
5-180
10000
10-40
1,5-5,5
6-75
3-125
3-125
20000
5-22
0,7-3,0
3,5-40
2-75
2-75
60000
4-17
0,5-2,0
2,5-30
175-60
1,5-60
100000
1,8-8
0,2-1,0
1,2-15
0,6-20
0,6-20
500000

Рекомендуемые частоты для нагрева под закалку на заданную глубину

Глубина закаленного слоя, мм

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

6,0

10,0

Частота тока, кГц

максимальная

250

100

60

30

15

8,0

2,5

оптимальная

60

25

15

7,0

4,0

1,5

0,5

минимальная

15

7,0

4,0

1,5

1,0

0,5

0,15

Температуры основных процессов металлообработки некоторых материалов и энергия, требуемая для их индукционного нагрева

Температура, °С

Энергия, кВт-ч/т

Процесс

Сталь

Сталь нерж.

магн. немагн.

Никель

Титан

Медь

Латунь

Алюм.

Горячая штамповка

1220

400

1083

375

1137

430

1083

450

944

375

890

700

807

400

532

300

Закалка

917

250

972

260

-

752

300

890

325

807

600

642

325

477

275

Нормализация

862

225

807

210

1027

375

917

400

807

300

532

425

532

375

357

210

Теплая штамповка

752

175

-

642

250

642

240

-

-

-

-

Снятие напряжения

587

150

587

150

587

200

587

250

587

225

257

200

285

200

367

210

Отжиг

312

70

312

70

312

100

312

120

312

110

-

-

-

Упрочнение поверхности

230

50

230

50

230

75

230

90

230

80

230

175

230

110

230

125

источник: Westinqhouse Electric corp., «Aron Age» vol.224, #35

ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ ТЕРМООБРАБОТКИ СТАЛЕЙ

Марка стали Твёрдость (HRCэ) Температ. закалки, °С Температ. отпуска,°С Температ. зак. ТВЧ,°С Температ. цемент., °С Температ. отжига,°С Закал. среда Примечание
Сталь 20 57...63 790...820 160...200
920...950
Вода
Сталь 35 30...34 830...840 490...510


Вода
33...35 450...500



42...48 180...200 860...880


Сталь 45 20...25 820...840 550...600


Вода
20...28 550...580



24...28 500...550



30...34 490...520



42...51 180...220


Сеч. до 40 мм
49…57 200...220 840...880


<=22



780...820
С печью
Сталь 65Г 28...33 790...810 550...580


Масло Сеч. до 60 мм
43...49 340...380


Сеч. до 10 мм (пружины)
55...61 160...220


Сеч. до 30 мм
Сталь 20Х 57...63 800...820 160...200
900...950
Масло
59...63
180...220 850...870 900...950
Водный раствор 0,2...0,7% поли-акрилан ида
59...63



840...860

Сталь 40Х 24...28 840...860 500...550


Масло
30...34 490...520



47...51 180...200


Сеч. до 30 мм
47...57
860...900

Водный раствор 0,2...0,7% поли-акрилан ида
48...54




Азотиро вание
<=22



840...860

Сталь 50Х 25...32 830...850 550...620


Масло Сеч. до 100 мм
49...55 180..200


Сеч. до 45 мм
53...59 180...200 880...900

Водный раствор 0,2...0,7% поли-акрилан ида
<20



860...880

Сталь 12ХНЗА 57...63 780...800 180...200
900...920
Масло
50...63
180...200 В50...870
Водный раствор 0,2...0,7°/о поли-акрилан ида
<=22



840...870
С печью ДО 550...650
Сталь 38Х2МЮА 23...29 930...950 650...670


Масло Сеч. до 100 мм
<=22
650...670



Нормали зация 930...970
HV > 670





Азотиро вание
Сталь 7ХГ2ВМ <=25



770...790
С печью до 550
28...30 860...875 560...580


Воздух Сеч. до 200 мм
58...61 210...230


Сеч. до 120 мм
Стальб0С2А <=22



840...860
С печью
44...51 850...870 420...480


Масло Сеч. до 20 мм
Сталь 35ХГС <=22



880...900
С печью до 500...650
50...53 870...890 180...200


Масло
Сталь 50ХФА 25...33 850...880 580...600


Масло
51...56 850...870 180...200


Сеч. до 30 мм
53...59
180...220 880...940

Водный раствор 0,2...0,7% поли-акрилан ида
Сталь ШХ15 <=18



790...810
С печью до 600
59...63 840...850 160...180


Масло Сеч. до 20 мм
51...57 300...400


<=51 400...500


Сталь У7, У7А НВ <= 187



740...760
С печью до 600
44...51 800...830 300...400


Вода
55...61 200...300


cеч. до до 250, ZZ м 18 мм
61...64 160...200


масло
61...64 160...200


Масло Сеч. до 5 мм
Сталь У8, У8А НВ <= 187



740...760
С печью до 600
37...46 790...820 400...500


Вода ДО 250, масло Сеч. до 60 мм
61...65 160...200


61...65 160...200


Масло Сеч. до 8 мм
61...65
160...180 880...900

Водный раствор 0,2...0,7% полиакрилан ида
Сталь У10, У10А НВ <= 197



750...770

40...48 770...800 400...500


Вода ДО 250, масло Сеч. до 60 мм
50...63 160...200


61...65 160...200


Масло Сеч. до 8 мм
5Э...65
160...180 880...900

Водный раствор 0,2...0,7% полиакрилан ида
Сталь 9ХС <=24



790...810
С печью до 600
45…55 860...880 450...500


Масло Сеч. до 30 мм
40...48 500...600


59...63 180...240


Сеч. до 40 мм
Сталь ХВГ <=25



780...800
С печью до 650
59...63 820...850 180...220


Масло Сеч. до 60 мм
36...47 500-600


55...S7 280...340


Сеч. до 70 мм
Сталь Х12М 61...63 1000...1030 190...210


Масло Сеч. до 140 мм
57...58 320...350


Сталь Р6М5 18...23



800...830
С печью до 600
64...66 1210...12 30 560...570 3-х кратн.


Масло, воздух В масле ДО 300...450 град., воздух ДО 20
26...29 780...800



Выдерж ка 2...3 часа, воздух
Сталь Р18 18...26



860...880
С печью до 600
62...65 1260...12 80 560...570 3-х кратн.


Масло, воздух В масле ДО 150...200 град., воздух ДО 20
Пружин, сталь Кл. II

250...320



После холодной навивки пружин 30-ть минут
Сталь 5ХНМ, 5ХНВ >=57 840...860 460...520


Масло Сеч. до 100 мм
42...46


Сеч. 100..200 мм
39...43


Сеч. 200..300 мм
37...42


Сеч. 300..500 мм
HV >= 450


Азотирование. Cеч. св. 70 мм
Сталь 30ХГСА 19...27 890...910 660...680


Масло
27 ...34 580...600



34...39 500...540



Н



770...790
С печью до 650
Сталь 12Х18Н9Т <=18 1100...1150



Вода
Сталь 40ХН2МА, 40ХН2ВА 30...36 840...860 600...650


Масло
34...39 550...600



Сталь ЭИ961Ш 27...33 1000...1010 660...690


Масло 13Х11Н2В2 НФ
34...39 560...590


При t>6 мм вода
Сталь 20X13 27...35 1050 550...600


Воздух
43,5...50,5 200



Сталь 40X13 49,5...56 1000...1050 200...300


Масло

ОТРАСЛИ И ПРОИЗВОДСТВА

в которых могут найти и находят применение наши станки и установки

(в алфавитном порядке)

  • Авиакосмическая
  • Автомобильная
  • Атомная
  • Возобновляемые источники энергии
  • Домашняя утварь и инструменты
  • Железнодорожная отрасль
  • Кабели и провода
  • Ковка
  • Кораблестроение
  • Литье
  • Медицина
  • Нефть и газ
  • Пищевая
  • Тяжелая промышленность
  • Термическая обработка
  • Трубы и трубопроводы
  • Цепное производство

РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ МОЩНОСТИ

Для предварительного расчета потребной мощности при нагреве заготовок различной формы и размера можно воспользоваться нашим калькулятором.

Яндекс.Метрика
Каталог предприятий: Официальные сайты фирм, адреса и телефоны организаций

Индукционные Машины, 2015

Закалочные станки * Индукционные установки * Электротермическое оборудование * Индукционные  вихревые нагреватели