forhøre

Hvad er de fysiske egenskaber ved induktionsopvarmning i ikke-jernholdige metaller?

  Induktionsopvarmningsformning kan desuden hurtigt danne en meget kompleks geometrisk form, kan også give et stort antal metalkornstrømnings- og mekaniske fordele, ekstrudering og smedning, dannelse af fibrøs kornstruktur kan forhindre revneudvikling og forbedre slag- og træthedsegenskaberne af almindelig temperatur varmformning af metalmaterialer er kulstofstål den mest almindelige. Men sammen med aluminium, magnesium, titanium og superlegering og andre ikke-jernholdige metalsmednings- eller ekstruderingsdele i bil-, jernbane-, rumfarts- og andre industrier, der er meget udbredt, er efterspørgslen efter ikke-jernholdige metalmaterialer også stigende.

  Temperaturen påvirker i væsentlig grad formbarheden af ​​legeringen og dens evne til at danne produkter af høj kvalitet. Varmformningstemperaturen for de fleste kulstofstål er normalt omkring 1200 ~ 1300 ℃ (temperaturen ved varmformning kan være meget lavere), men måltemperaturen for forskellige kvaliteter af ikke-jernholdige metallegeringer varierer meget. I de fleste applikationer kræver kunden ikke blot en stigning i den gennemsnitlige temperatur på emnet, men lægger også vægt på temperaturens ensartethed. Disse krav til temperaturensartethed er sædvanligvis defineret i én retning (f.eks. radial ensartethed, langsgående ensartethed osv.) eller generelt. Derudover kræver nogle formningsapplikationer en vis temperaturheterogenitet for at opnås efter opvarmning. For at opretholde den isotermiske tilstand under formningsprocessen af ​​isotermisk fremadgående ekstrudering af et stort aluminiumlegeringsemne, kræves der normalt en vis langsgående temperaturgradient for at forbedre produktkvaliteten og værktøjets levetid.

Den praktiske betydning af materialeegenskaber

Aluminium, kobber, sølv, magnesiumlegering og andre induktionsopvarmningsmaterialer har ikke kun relativt høj termisk ledningsevne, men har også høj elektrisk ledningsevne (dvs. lav resistivitet). Derfor vil hudeffekten, som vekselstrømmen forårsager, være meget betydelig i disse materialer, den varme, der genereres ved induktion, vil blive koncentreret nær overfladen af ​​materialet, 100 mm blankt aluminium (Al6061) og austenitisk rustfrit stål (SS304) placeret i samme sensor og den radiale effekttæthed af det elektromagnetiske felt.

Når måltemperaturen for det opvarmede materiale er tæt på dets smeltepunkt, vil den magnetiske fluxlinjetæthed nær overfladen af ​​disse materialer også få enden af ​​emnet til at overophedes. Dette fænomen er forårsaget af forvrængning af magnetfeltlinjen i enden af ​​emnet. I et statisk varmesystem kan dette gøres ved at vælge den passende frekvens, effekttæthed, spolelængde og spolediameter. Dette fænomen bør også bemærkes under kontinuerlig opvarmning. Selvom billetten tilføres fra ende til ende system, har den stadig en åbenlys elektromagnetisk endeeffekt under en vis forbigående produktionstilstand.

Da temperaturgradienten genereret i materialet vil danne store termiske spændinger, hvilket resulterer i dannelse af revner i emnet, som vist i figur 3. Risikoen for revnedannelse og udbredelse er især bemærkelsesværdig, når et stort emne opvarmes, eller når emnet mikrostrukturen er i "støbt" tilstand, fordi porøsiteten og potentielle inhomogenitet af det støbte materiale øger denne sandsynlighed væsentligt.

På grund af disse potentielle problemer skal lokal overophedning af materialet behandles ved valg af frekvens, effekttæthed og opvarmningstid samt design og kontrol af varmeudstyr.

Den elektromagnetiske effektivitet af induktionsopvarmning er i det væsentlige relateret til belastningens modstand (emne, stang, rør osv.), Og materialer med høj resistivitet har højere opvarmningseffektivitet. Som det kan ses af sammenligningen af ​​de to ovennævnte effekttæthedskurver, er den samlede induktive varmeeffekt pr. længdeenhed af aluminium 6061-emnet i begyndelsen af ​​opvarmningsprocessen omkring en fjerdedel af det rustfri stålemne i emnet. samme diameter, hvilket afspejler, at den elektromagnetiske effektivitet af induktionsopvarmningslegeringen med lav resistivitet er lavere end den for højresistivitetsmaterialet. Elektromagnetisk induktionsopvarmning giver stadig betydelige effektivitetsfordele i forhold til andre metoder til opvarmning af denne type materiale.

Ifølge de elektroniske egenskaber af aluminium-, kobber-, sølv- og magnesiumlegeringer kræves den relativt høje magnetiske feltstyrke generelt for at opfylde kravene til produktivitet. Nogle gange, for at opnå en større indtrængningsdybde af strøm, vil en meget lav frekvens blive brugt. På dette tidspunkt vil magnetfeltstyrken være stor, og den elektromagnetiske kraft vil være meget høj. Under kontinuerlig opvarmning af emnet, når emnet nærmer sig og passerer gennem det endelige spoleudløb, vil magnetfeltet for enden af ​​emnet forvrænges. Ved spolens endeområde udøver magnetfeltets radiale komponent en betydelig langsgående kraft på emnet. På grund af den lave densitet af aluminium, magnesium og andre ikke-jernholdige legeringer er friktionen også lille. Når den langsgående kraft overstiger friktionskraften, udstødes emnet fra spolen. I sådanne tilfælde skal yderligere designmetoder eller materialehåndteringsskemaer overvejes gennem computersimulering for at undgå denne potentielle fare.

Som beskrevet ovenfor har brugen af ​​lavfrekvent strøm en række termiske fordele til opvarmning af materialer med lav resistivitet. Ud over disse termiske fordele kan en lavere frekvens øge spolens effektfaktor betydeligt. Men ved lave frekvenser kan spolespændingen og spændingsfaldet pr. omdrejning af spolen være lav, mens spolestrømmen kan være ret høj, hvilket kan medføre en række potentielle problemer, herunder stigningen i den langsgående elektromagnetiske kraft mellem spolerne for enden af ​​spolen, høje transmissionstab og belastningstilpasningstests. For at undgå disse ulemper kan der i nogle tilfælde være betydelige fordele ved at bruge en flerlagsspole.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat