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中頻爐，中頻感應(yīng)爐，感應(yīng)爐發(fā)展現(xiàn)狀
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廠家：中頻爐，中頻感應(yīng)爐，感應(yīng)爐發(fā)展現(xiàn)狀 日期：：2021-12-20 瀏覽次數(shù)： 0
今天萬峰小編給大家說說國內(nèi)感應(yīng)爐發(fā)展現(xiàn)狀：
1、電源
電源是感應(yīng)加熱的關(guān)鍵設(shè)備之一，隨著感應(yīng)中頻爐技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了機械式中頻發(fā)電機組和真空管式高頻電源、晶閘管中頻電爐及全晶體管電源三個發(fā)展階段。在20世紀80年代后期，在工業(yè)發(fā)達國家，晶閘管中頻爐已完全取代了中頻發(fā)電機組，我國自90年代中期也已逐步取代。
同機械式中頻發(fā)電機組相比，晶閘管(SCR)中頻電源具有以下優(yōu)點:體積小、重量輕、材料消耗少;電效率高，逆變停止時幾乎不消耗電能，逆變效率可達90%以上;無機械運動、噪音小、運行可靠、負載匹配容易，可以根據(jù)負載情況確定電源的頻率;啟動停止方便，頻率能自動跟蹤以保持最佳運行狀態(tài);產(chǎn)品設(shè)計簡單、制造周期短;安裝容易，不需要特殊的基礎(chǔ);維修方便等。
我國的晶閘管中頻電源的共同特點是全集成化控制線路數(shù)字化程度高于90%、啟動成功率幾乎達到100% 、除具有常規(guī)的水壓不足、快熔熔斷、過流、過壓等保護功能外，還具有限流、限壓等保護功能、功能較齊全的晶閘管電源還配置逆變失敗、水溫監(jiān)視等可選功能，其頻率最高可以作到8kHz，額定功率可以作到1000kW左右，如果在裝配工藝上再進一步改進的話，可以接近世界先進水平。
隨著技術(shù)的進步，跟蹤80年代國際感應(yīng)加熱技術(shù)水平，我國于90年代中期開發(fā)出第一臺電效率較高的50kW/50kHz IGBT電流型超音頻感應(yīng)加熱電源(圖2)。目前可做到頻率0.4～50kHz、最大功率可達到800 kW，頻率達到100kHz時功率達到100 kW 。
IGBT應(yīng)用同期，我國還成功研制出20 kW/300kHz MOSFET高頻電源，縮小了同國際先進水平的差距，隨著大功率MOSFET器件的問世，大功率的晶體管高頻電源有望年內(nèi)在感應(yīng)淬火中應(yīng)用。
2、淬火工藝
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國采用感應(yīng)淬火的零件的種類和品種不斷增加。目前我國汽車零件感應(yīng)淬火用材料包括:45#、40Cr、55MnVS、40MnB、42CrMo、35#、ZG45、球鐵、合金鑄鐵等。感應(yīng)加熱淬火介質(zhì)包括:水、聚乙烯醇、聚迷水溶性淬火介質(zhì)、UCON、豪富頓251等。所采用的加熱方式及應(yīng)用主要包括:橫向磁場靜止一次加熱淬火(銷軸類零件、凸輪軸);橫向磁場連續(xù)加熱淬火(減振器桿、變速叉軸、扭桿等);橫向磁場多段連續(xù)加熱淬火(起動機軸、空壓機軸等);縱向磁場整體一次加熱淬火(半軸等);仿形感應(yīng)器零件旋轉(zhuǎn)加熱淬火(球頭銷);感應(yīng)接觸加熱淬火(轉(zhuǎn)向齒條);內(nèi)孔的一次及連續(xù)加熱淬火(輸出法蘭、鐘型殼內(nèi)腔);階梯軸類零件的旋轉(zhuǎn)加熱淬火(小紅旗后輪轂軸、轉(zhuǎn)向節(jié));平面類零件的一次及連續(xù)加熱淬火(鋼板彈簧橫向限位板);薄壁類復(fù)雜零件一次及連續(xù)加熱淬火(前輪轂、滑動軸叉);復(fù)雜形狀零件的一次加熱淬火(鐘型殼變截面軸);槽口一次淬火(變速叉);復(fù)雜回線工件旋轉(zhuǎn)一次加熱淬火(曲軸)等。
3、淬火機床
為了適應(yīng)多品種的批量生產(chǎn)，在汽車生產(chǎn)應(yīng)用中，我國引進的感應(yīng)淬火機床種類由傳統(tǒng)的專用設(shè)備逐步向柔性化程度較高的通用設(shè)備和專用淬火自動生產(chǎn)線發(fā)展。
通用淬火機床方面，一汽技術(shù)中心開發(fā)的臥式數(shù)控淬火機床(圖3)主驅(qū)動采用交流伺服電機拖動，移動速度穩(wěn)定均勻、定位準確、重復(fù)精度高;零件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速，能適應(yīng)多方面工藝要求;采用能量和數(shù)控技術(shù)對不同性能要求的不同零件感應(yīng)加熱淬火，甚至在同一零件上實現(xiàn)多段變功變速，編程容易可操作性強。
專用淬火機床方面，二汽和天舒機電科技有限公司經(jīng)過多年努力，攻克一個個難關(guān)，采用功率脈沖分配技術(shù)、尾座自由頂尖技術(shù)、薄型淬火變壓器技術(shù)、獨立懸掛技術(shù)、懸掛平衡技術(shù)等分別研制成功曲軸全自動淬火機床(圖4)，與電源、水冷系統(tǒng)組成成套淬火設(shè)備可對車用內(nèi)燃機曲軸進行各軸徑的圓角+軸徑淬火、軸徑淬火自回火，采用計算機控制，通過顯示屏對設(shè)備的加熱、淬火工藝參數(shù)諸如電壓、電流、頻率、時間、壓力、流量溫度等進行監(jiān)控和顯示，目前國內(nèi)多家采用。
這些機床在傳動系統(tǒng)方面主要采用機械傳動，代表現(xiàn)代機械傳動技術(shù)的滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌等先進技術(shù)被廣泛采用;主驅(qū)動采用伺服數(shù)控、變頻調(diào)速，移動速度穩(wěn)定均勻;拖架定位準確，重復(fù)精度高;工件旋轉(zhuǎn)采用變頻調(diào)速取代固定轉(zhuǎn)速，能適應(yīng)多方面工藝要求;上下料系統(tǒng)采用較先進的步進鏈傳動、托盤送進料、人工送取料。另外，在一條生產(chǎn)線中，大功率電源用于淬火，然后用較低功率回火，兩個工序在一條生產(chǎn)線上自動完成，減少了重復(fù)上下工件的工序，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
4、其他器件及冷卻系統(tǒng)
在氣動式和接觸器式功率切換器、電熱電容器、淬火變壓器、動作順序控制及顯示、變壓器三維移動快換接頭等方面，我國也取得了很多技術(shù)進步，使淬火技術(shù)和工藝水平不斷提高。
對于冷卻和淬火水循環(huán)裝置，在消化理解國際感應(yīng)加熱成套設(shè)備用水冷系統(tǒng)最新技術(shù)基礎(chǔ)上，我國自行研制成功適合我國國情的新型、高效、價廉的軟水冷卻機和水-水冷卻機，換熱效率高，大大提高了加熱設(shè)備的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命。
認清差距，開拓進取
雖然近年來我國感應(yīng)淬火技術(shù)得到了迅速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，還有相當大的差距。
MOSFET高頻電源是工業(yè)發(fā)達國家的首選產(chǎn)品，而我國在高頻段仍以晶閘管交流調(diào)壓、高壓硅堆整流、節(jié)能型電子管振蕩器式電源為主;IGBT超音頻電源有部分取代晶閘管中頻電源的趨勢，而我國在這方面的應(yīng)用還不夠普及;近些年來雖然晶閘管中頻電源應(yīng)用較為普遍，但由于老企業(yè)改造步伐的限制，還有部分中頻停留在發(fā)電機組。
必須指出，雖然我國能夠生產(chǎn)MOSFET、 IGBT和SIT感應(yīng)加熱淬火用電源，但品種和規(guī)格沒有國外那么多、那么細，由于關(guān)鍵主要電力電子器件國內(nèi)還不能生產(chǎn)，必須進口，所以從性能和技術(shù)水平方面和國外相比仍有相當大的差距。
總體來說，和工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的數(shù)控及全自動淬火機床開發(fā)屬起步階段。在自動化水平上，國內(nèi)設(shè)備大部分是人工上下料，自動化程度較低;能量監(jiān)控雖有應(yīng)用但技術(shù)還不夠成熟;FUNAC、SIMENS伺服系統(tǒng)有所應(yīng)用，但多為點位直線運動，屬簡易型，多軸連動類型的數(shù)控系統(tǒng)尚未得到應(yīng)用。另外，計算機控制技術(shù)在感應(yīng)加熱淬火中應(yīng)用遠不如國外那樣成熟，例如自動識別進機零件、不合格零件自動剔除;工藝參數(shù)跟蹤及偏離給定值修正等。在感應(yīng)器制造技術(shù)、感應(yīng)器快換、導(dǎo)磁體材料與利用、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、淬火介質(zhì)研究與應(yīng)用等方面也有相當大的差距。
鑒于這些差距，我國應(yīng)積極行動，建立嚴格的引進消化政策，避免重復(fù)引進，限期淘汰耗能嚴重的電源，集中力量開發(fā)短缺部件，提高淬火機床配套質(zhì)量等，使感應(yīng)加熱技術(shù)迅速趕上世界先進水平。
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