中頻熱處理裝置

中頻熱處理的設備主要由感應加熱設備、淬火工具機和感應器組成。 中頻熱處理設備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。 感應加熱淬火工具機的主要作用是使工件定位並進行必要的運動。

中頻熱處理原理：

IGBT逆變中頻感應加熱電源，是充分發揮我廠在電能變換技術方面的優勢，新開發的更新換代產品。最突出的優點是：節能,總轉換率達85%（配普通爐體、90%配專用爐體）；對不同爐體（感應器）的適應性強；最高的性能價格比。工作原理：三相電源經橋式不控整流後經LC濾波，獲得500VDC工作電壓。由於是不控整流，整流二極體始終工作在最大導通角，決定了高功率因數。本設備的核心部分逆變器由大功率IGBT半橋組成。由鎖相環控制工作頻率，自動跟蹤爐體固有頻率及其它參數的變化，保持IGBT工作在零電壓開關狀態，損耗小，安全區大。由PWM電路控制輸出功率，由功率檢測電路組成閉環控制，本設備輸出電容與爐體構成串聯形式，而不象一般晶閘管逆變採用並聯方式。這是由於：串聯結構更適應IGBT的電壓型逆變；爐體引線長短只改變工作頻率而較少影響效率；更適合電容器的內置。當然，串聯結構在空爐時由於Q值很高會產生很高的電壓，本設備由於有良好的限壓控制而得到解決。
晶閘管中頻電源是一種靜止變頻裝置，利用晶閘管元件將三相工頻電源變換成單相中頻電源。本裝置對各種負載適應力強、適用範圍廣，主要套用於各種金屬的熔煉、保溫、燒結、焊接、淬火、回火、透熱、金屬液淨化、熱處理、彎管、以及晶體生長等。本裝置標準輸出功率系列為：30KW、50KW、100KW、160KW、250KW、350KW、400KW、500KW、750KW、1000KW、1250KW、1500KW、2000KW、2500KW、3000KW、4000KW。
中頻熱處理的三種交流效應

表面效應——交變電流通過導體時，沿導體截面上的電流密度不是均勻分布的，最大電流密度出現在導體的表面層，且以指數函式向心部衰減。
鄰近效應——相鄰兩導體通以交流電時，導體中的電流要重新分布，兩者電流反向時，電流聚集在導體的內側，電流同向時被排於導體外側。
圓環效應——當交變電流通過圓形螺線管時，最大電流出現線上圈導體的內側。
中頻感應加熱就是以上三種效應的綜合套用，感應線圈本身表現為圓環效應，爐體表現為表面效應，兩者之間是鄰近效應
中頻熱處理的主要優點
不必整體加熱，工件變形小，電能消耗小。
無公害。
加熱速度快，工件表面氧化脫碳較輕。
表面淬硬層可根據需要進行調整，易於控制。
加熱設備可以安裝在機械加工生產線上，易於實現機械化和自動化，便於管理，且可減少運輸，節約人力，提高生產效率。

淬硬層馬氏體組織較細，硬度、強度、韌性都較高。
表面淬火後工件表層有較大壓縮內應力，工件抗疲勞破斷能力較高。
中頻熱處理也有一些缺點。與火焰淬火相比，感應加熱設備較複雜，而且適應性較差，對某些形狀複雜的工件難以保證質量。
中頻熱處理廣泛用於齒輪、軸、曲軸、凸輪、軋輥等工件的表面淬火，目的是提高這些工件的耐磨性和抗疲勞破斷的能力。汽車後半軸採用感應加熱表面淬火，設計載荷下的疲勞循環次數比用調質處理約提高10倍。中頻熱處理表面淬火的工件材料一般為中碳鋼。為適應某些工件的特殊需要，已研製出供感應加熱表面淬火專用的低淬透性鋼。高碳鋼和鑄鐵製造的工件也可採用感應加熱表面淬火。淬冷介質常用水或高分子聚合物水溶液。
中頻熱處理的設備主要由感應加熱設備、淬火工具機和感應器組成。中頻熱處理設備的主要作用是輸出頻率適宜的交變電流。高頻電流電源設備有電子管高頻發生器和可控矽變頻器兩種。中頻電流電源設備是發電機組。一般電源設備只能輸出一種頻率的電流,有些設備可以改變電流頻率,也可以直接用50赫的工頻電流進行感應加熱。
中頻熱處理裝置的

選擇與工件要求的加熱層深度有關。加熱層深的工件，應使用電流頻率較低的電源設備；加熱層淺的工件，應使用電流頻率較高的電源設備。選擇電源設備的另一條件是設備功率。加熱表面面積增大，需要的電源功率相應加大。當加熱表面面積過大時或電源功率不足時，可採用連續加熱的方法，使工件和感應器相對移動，前邊加熱，後邊冷卻。但最好還是對整個加熱表面一次加熱。這樣可以利用工件心部餘熱使淬硬的表層回火，從而使工藝簡化，還可節約電能。
感應加熱淬火工具機的主要作用是使工件定位並進行必要的運動。此外還應附有提供淬火介質的裝置。淬火工具機可分為標準工具機和專用工具機，前者適用於一般工件，後者適用於大量生產的複雜工件。
進行感應加熱熱處理時，為保證熱處理質量和提高熱效率，必須根據工件的形狀和要求，設計製造結構適當的感應器。常用的感應器有外表面加熱感應器、內孔加熱感應器、平面加熱感應器等。