剖析高頻感應退火機加熱金屬升溫過程的特點

金屬升溫過程的特點

1)金屬表面溫度高于中心溫度 對于鐵磁性金屬而言，金屬的磁導率較大，電阻率小，電流的集膚效應顯著，表面升溫速度快。金屬中心依靠表面向內的傳導熱維持升溫。中心溫度始終低于表面溫度。

2)金屬表面與中心的徑向溫差 在升溫階段，金屬內部徑向溫差隨加熱溫度的升高而逐漸縮小。金屬加熱產生的徑向溫差大小，對鋼材熱處理質量會產生較大的影響。因此，應當盡量縮小徑向溫差。

3)金屬的升溫速及其變化 對于鐵磁性金屬而言，升溫階段的升溫速度以居里點為界限。在居里點以下金屬升溫速度快；在居里點以上升溫速度顯著減慢。因為，當加熱溫度高于居里點后，感應電流的透入深度急劇增大到居里點以下5-10倍。此刻加熱電流密度急速下降。升溫速度減慢。另外，加上溫度超過800℃時，輻射熱損失加大也會影響金屬的升溫速度。綜上所述，為了提高升溫階段的加熱效果，提高全程的加熱速度，縮小徑向溫差，應當采用雙頻電源加熱。在居里點以下溫區使用電流透入深度較大的較低頻率電源加熱；在居里點以上溫區使用電流透入深度較淺的較高頻率電源加熱。這樣可以既實現快速加熱升溫，又減少徑向溫差，同時還能得到良好的熱效率。

透熱階段的特點

1)透熱點溫度對熱處理工藝的影響 鐵磁性鋼材透熱點溫度的高低，關系到熱處理工藝的制訂。鋼材采用高頻感應退火機進行加熱熱處理，其透熱點溫度隨加熱速度的增大而升高。在正常加熱條件鋼材透熱點處在居里點附近或稍高于居里點。在制訂鋼材淬火、回火處理加熱I；時，必須注意透熱溫度前后表面與中心溫差對熱處理效果的影響。必要時，在淬火與回火加熱感應器后設置均溫裝置，以縮小或消除溫差。

2)透熱階段的加熱升溫速度的影響 對透熱階段金屬加熱升溫速度進行控制很有必要～當加熱溫度超過透熱點、溫度高于800℃時，由于感應電流透入深度增大，表面輻射、對流熱損失急劇增加，鋼材表面升溫速度下降，中心升溫速度加快，最終出現中心溫度高于表面溫度的逆向溫差現象。逆向溫差現象隨加熱電源頻率增高，出現的概率增大，采用10OkHz以上高頻電源加熱時較多出現逆向溫差。為此，當采用雙頻電源加熱時，特別是在居里點以上使用超音頻電源加熱鋼材，為了保持合理的表面與中心溫差，使用用的電源頻率不宜過高，加熱的表面功率密度不宜過大，以保持合適的加熱升溫速度，避免溫差擴大。

3)透熱階段的重要工藝參數 與金屬透熱點對應的溫度，稱為透熱溫度,對應的加熱時間為透熱時間；相應采用的加熱功率密度，稱為透熱表面功率密度。透熱溫度、透熱時間、透熱表面功率密度是制訂快速熱處理淬火加熱工藝的重要參數。