内容发布更新时间 : 2024/5/18 7:08:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

热处理的高端感应加热方案

感应加热处理在100多年前开始为人所知，它的工业应用早在20世纪初就开始了。仅用高频电子管振荡器和中频电动发电机就可以完成许多任务的快速加热方式已存在了很多年。

现在，生产方案不仅更加灵活、多变，而且也更复杂。对用户而言，具备更高可靠性的设备和更简化的人机界面(HMI)已经成为一种潜在的需要，因为这能够简化机器的操作以及工艺的控制。 在这篇文章中，本人首先提出一个在感应加热中应用的最新的技术，然后阐述一些感应加热方面的特别应用的示例。 一、 现代技术

1.电源

与20世纪60年代应用的电源大不相同，现在的电源是非常完善的，以晶体管为基础，

它们在效率、功率和频率方面获得了很大的提高。IGBT晶体管作为基础功率元件代表

了现在绝大部分电源的部件。EFD在80年代开发了非常便捷的电源，取名为MINAC（见

图1）。这种电源是当今在其功能范畴内体积最小的电源，它能够满足双输出不同功

率的输出变压器，以完成两种不同的作业。不难想象，这将给用户带来巨大利益。

图1 MINAC 18/25 Twin

另一个重要创新是中频和高频电源模块同时输送给一个单线圈的专利方案，以MFC技术命名（多频率概念）。EFD创造了(SINAC S MFC系列)的整个电源系列，以适应热处理方案的商业用途，用单个系列的电源电柜、大范围的解决方案和根据需要的混合功率，来完成高功率应用。SINAC 200/100 S MFC如图2所示，SINAC S MFC输出站如图3所示。

图2 SINAC 200/100 S MFC

图3 SINAC S MFC输出站

属于不同商业用途的主要应用包括： （1） 商业热处理车间，当需要一个小体积电源来取代独立的中频、高频电源和机床 —— 一个机床，一个线圈，一个电源。

（2） 齿轮淬火，当需要混合的频率（如锥形齿轮，小链轮齿等）。

（3）其他的部件，为达到热处理的仿形效果，或者当材料由薄转厚时的一个扫描过程（例如传动部件等），而不需要更换感应线圈、电源。 2. 实时过程监控

一个重要的改变是质量监控系统的增加，不仅是新的机器，而且许多翻新的现有生产线也需要这种方案。在这种情况下，用户需要一个灵活的方案用于实时地同时监测几个过程。这种单元通常建立在工业PC上，一些特殊软件和相应探测器实时监控生产参数。通过这种系统来监测各种参数。我们可以考虑一些重要参数：功率（kW）或能量（kW/s）；频率（kHz）；加热时间(s)；淬火液流量(L/min)；淬火液温度(℃)；淬火延时(s)；表面温度(℃)；其他。

在实时过程监控中最有趣的是信号分析，它在一个固定的采样率上连续不断地控制所有的参数。 该采样率必须可以根据处理过程来调整，很容易理解，一个10kHz（每秒钟对所有参数采样10次）的取样率对一个120s的热处理过程已经是足够的了，但对于如加热时间范围在0.2～0.5s的齿轮仿形淬火过程，则需要1000kHz的取样率。 通过信号分析，事实上，参考一个被考虑成破坏性的采样曲线，通过采样获得一个可比较的总能量，在加工过程中参数的变化不会带来相关问题。实时监控系统主屏幕如图4所示。

图4 实时监控系统主屏幕

二、 实例

1.飞机引擎的齿轮淬火设备

这种设备使用我们标准PM设备并安装SINAC S MFC电源（见图5）。西门子840D和我们独有的RTM100，同时监控工艺过程和设备，实时提供最可靠的过程控制。根据客户的需求，使用MFC技术的电源可以同时或分开输送中频和高频。