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感應(yīng)熱處理技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展

發(fā)布日期:2017-07-27 作者:華銳電磁 點(diǎn)擊:

  感應(yīng)加熱電源的發(fā)展

  

  1.晶閘管(SCR)中頻電源

  

  早期感應(yīng)加熱電源是機(jī)械式中頻發(fā)電機(jī),電效率低,為70%~75%,已被逐步淘汰出感應(yīng)加熱范圍,取而代之的是晶閘管中頻電源(也稱可控硅中頻電源)。晶閘管電源頻率在2.5~8kHz,適用范圍大大擴(kuò)展。90年代初完全成熟,某些技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。它與機(jī)械式中頻電源相比優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕,無機(jī)械運(yùn)動(dòng),噪聲小,能瞬時(shí)啟動(dòng)和停機(jī),頻率在工件運(yùn)行中自動(dòng)跟蹤;缺點(diǎn)是過載能力低,故障率高,價(jià)格較高。

  

  2.電子管高頻電源

  

  電子管高頻電源調(diào)諧簡單,使用方便,盡管頻率高,應(yīng)用范圍還是較寬的。缺點(diǎn)為電效率低,約為50%;工作電壓太高,安 全性差。

  

  3.晶體管超 高頻和高頻電源

  

  90年代后,晶體管高頻電源(SIT高頻電源、MOS FET高頻電源、IGBT超音頻電源等)開始研發(fā)。

  

  靜態(tài)感應(yīng)晶體管SIT(Static Induction Transistor)實(shí)際上是一種結(jié)型場效應(yīng)晶體管。SIT靜電感應(yīng)晶體管電源,集大電流、高耐壓和高頻特性于一體,但由于SIT電源單管功率小等缺點(diǎn)很難克服,國外公司已經(jīng)停止研發(fā)和生產(chǎn),國內(nèi)已生產(chǎn)幾十臺(tái),因備件缺乏,已經(jīng)逐漸報(bào)廢。

  

  MOSFET(場效應(yīng)晶體管電路)是一種電壓型高頻多數(shù)載流子器件, 國內(nèi)晶體管MOSFET高頻電源f =50~200kHz已能生產(chǎn),功率達(dá)200kW。

  

  IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)絕緣柵雙極晶體管是MOSFET和GTR(功率晶管)相結(jié)合的產(chǎn)物,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。我國在90年開發(fā)成功IGBT超音頻電源,目前國產(chǎn)IGBT電源已很成熟,頻率可達(dá)到幾百千赫茲。

  

  感應(yīng)熱處理設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步

  

  感應(yīng)熱處理設(shè)備中淬火機(jī)床也是重要方面。近十年來,大型汽車公司和規(guī)模較大的汽車廠,不斷采購性能可靠、技術(shù)先進(jìn)的淬火機(jī)床,這為國內(nèi)感應(yīng)熱處理設(shè)備企業(yè)提供了一個(gè)技術(shù)提升的重要商機(jī)。經(jīng)過頑強(qiáng)努,淬火機(jī)床有了巨大的進(jìn)步。

  

 ?。?)傳動(dòng)系統(tǒng)使用伺服電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠副等機(jī)械裝置,使工作行程速度穩(wěn)定可靠,定位精度提高,一般公差不超過0.03mm。

  

 ?。?)采用C N C系統(tǒng)控制編程與操作簡便,LED觸摸屏可顯示和監(jiān)控所有CNC參數(shù)、加工程序及工藝參數(shù),并具有故障診斷與報(bào)警功能。

  

  (3)感應(yīng)加熱過程的能量監(jiān)控。感應(yīng)加熱過程的控制一直存在很多難點(diǎn),保溫、測溫難,測溫大多采用紅外線測溫儀,工件加熱過程也是用操作者的經(jīng)驗(yàn)來判斷。能量監(jiān)控器可以自動(dòng)控制加熱過程,調(diào)整參數(shù),完成表面淬火過程。能量監(jiān)控器的工作原理是:每種零件經(jīng)過工藝試驗(yàn),確定將其加熱到淬火溫度需要多少能量(kW/s),將這個(gè)能量值設(shè)定,電壓低時(shí)加熱時(shí)間自動(dòng)延長,電壓高時(shí)加熱時(shí)間自動(dòng)縮短,以保持加熱能量恒定。淬火加熱的能量達(dá)到了設(shè)定值時(shí),設(shè)備自動(dòng)停止加熱,從而保證加熱質(zhì)量和淬火質(zhì)量的一致性。


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