感应热处理技术300问
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48.最先进的选择电流频率的方法是什么?

最先进的电流频率选择方法是计算机模拟法,现在已有计算机模拟软件,可以同时选取功率和频率。供用户通过计算机模拟进行模拟工艺试验,求出最佳的设备频率与所需功率。例如,用ELTA计算机软件研究一个Φ40mm的轴,硬化层深度为5mm,推荐频率范围为1.2~10kHz,最佳频率大致在2.5kHz。

设钢奥氏体化的最低温度为800℃,最高短时加热温度为1000℃(45钢),采用一个不变的感应器进行模拟试验。

模拟结果如表2-11所示。

表2-11 Φ40mm轴计算机模拟感应淬火结果

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(续)

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注:频率、感应器电压、功率因数均为加热周期中的平均值。

1)前已述及淬硬层深为电流热态透人深度的1/2时,热效率最高。从表2-11中亦可看出,f为2.5kHz及3kHz时,能耗最低,各为245kW·s及244kW·s功率因数各为0.55及0.56,亦为同类中最高。功率因数在此时也高,其意义是电容量减少而变压器效率高。

2)采用比最佳频率为高的频率,得到较高的电效率,但加热时间大大增加(在30kHz时,增长到4倍),总能耗亦增加了,但不超过10%。

3)用比最佳频率为低的频率时,能得到较快的加热,但电效率及功率因数下降,感应器所需功率大大增加。

4)当频率大大低于最佳频率时(如为1kHz),加热过程变为较低效率,而感应器损耗可达到一个不能接受的数值。

5)感应器端电压在上述最佳频率左右很大范围内基本上是相同的,说明在改变频率时,变压比基本上可以不变。