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表面感应淬火设备感应加热时金属升温过程的特点
从金属感应加热表面与中心升温曲线的变化过程,可以将升温过程划分为三个阶段,即升温阶段、均温阶段和过热阶段。各个阶段有其自身的特点和规律,了解其内容对制订感应加热热处理工艺具有重要的作用。
表面感应淬火设备升温阶段的特点
升温曲线的oA段,即室温开始加热到A点表示表面感应淬火设备感应加热金属的升温阶段。这一阶段加热温度主要处于钢材的居里点以下。其加热升温具有以下特点。
(1)金属表面温度高于中心温度对于铁磁性金属而言,金属的磁导率较大,电阻率小,电流的集肤效应显著,表面升温速度快。金属中心依靠表面向内的传导热维持升温。中心温度始终低于表面温度。
(2)金属表面与中心的径向温差在升温阶段,金属内部径向温差随加热温度的升高而逐渐缩小。金属加热产生的径向温差大小,对钢材热处理质量会产生较大的影响。因此,应当尽量缩小径向温差。
(3)金属的升温速及其变化对于铁磁性金属而言,升温阶段的升温速度以居里点为界限。在居里点以下金属升温速度快;在居里点以上升温速度显著减慢。因为,当加热温度高于居里点后,表面感应淬火设备感应电流的透人深度急剧增大到居里点以下5~10倍,此刻加热电流密度急速下降。升温速度减慢。另外,加上温度超过800℃时,辐射热损失加大也会影响金属的升温速度。
综上所述,为了提高升温阶段的加热效果,提高全程的加热速度,缩小径向温差,应当采用双频电源加热。在居里点以下温区使用电流透入深度较大的较低频率电源加热;在居里点以上温区使用电流透入深度较浅的较高频率电源加热。这样可以既实现快速加热升温,又减少径向温差,同时还能得到良好的热效率。