Преимущества индукционного нагрева


Новости

11.05.2018


Преимущества индукционного нагрева.

В Физико-техническом институте разработаны энергоэффективные технологии и оборудование индукционного нагрева для поверхностного упрочнения деталей, нагрева металла под деформацию, плавку и пайку. Эта работа удостоена Гранта Президента Республики Беларусь в отрасли «наука» на развитие теории процессов фазовых и структурных превращений в легированных сталях и формирования функционально-градиентных слоев в условиях высокоэнергетического воздействия потоков высокочастотного электромагнитного поля.

Развитие машиностроения связано с разработкой высокоэффективных процессов термического упрочнения деталей машин, претерпевающий износ, изгиб. удар и высокие контактные нагрузки. В настоящее время для этих целей применяют методы термической, лазерной, плазменный или химико-термической обработки. Каждый обладает определенными достоинствами и недостатками.



Наибольшее распространение в промышленности получил метод термического упрочнения с использованием нагрева в камерных, шахтных и других печах. Этот процесс отличается низким КПД и значительным энергозатратами на разогрев печей.

Перспективна поверхностная термообработка с применением высокочастотного или индукционного нагрева (ИН). Она позволяет получать поверхностно-упрочненные слои толщиной 1-10 мм, обладающие высокой твердостью и износостойкостью. Применение ИН имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными нагревательными устройствами. Это, прежде всего, высокий КПД (до 97%) и компактность индукционных установок, позволяющих встраивать их в линии механической обработки, высокая производительность операций нагрева, формирование на поверхности деталей термически упрочненных слоев, обеспечивающих повышение эксплуатационных характеристик и специальных свойств. Использование ИН резко снижает энергозатраты вследствие уникальной возможности локального упрочнения рабочих поверхностей, снижает или полностью исключает обезуглероживание или окисление, коробление деталей при закалке, что позволяет существенно уменьшить припуски на механическую обработку.

Такой нагрев чаще всего применяют при проведении операций ковки, штамповки, прессования, объемной и поверхностной термической обработки металлов и сплавов. Весьма эффективно его использование при создании плавильных устройств небольшой емкости. Такие печи позволяют проводить нагрев небольших объемов металлов и сплавов до температуры 3000ºС как в обычной атмосфере, так и в вакууме.

ИН является одним из основных видов нагрева для процессов горячей деформации деталей, поверхностного упрочнения коленчатых и распределительных валов, шестерен, режущего и мерительного инструмента, широко применяется для объемного и поверхностного упрочнения штампов, паунсонов и других деталей.

Под руководством автора этих строк выполняется проект «Создание производства полупроводниковых генераторов и индукционных установок для нагрева металла под пластическую деформацию и термообработку», включеный в Государственную программу инновационного развития Республики Беларусь на 2011-2015 и 2016-2020 г.г. При их разработке используют технологии V технологического уклада.

Такие источники питания изготавливаются из комплектующих лучших мировых производителей. Система механизации с полной автоматизацией выполнена на современных частотных приводах. Станция подготовки, охлаждения и очистки закалочных жидкостей позволяет использовать по выбору несколько охлаждающих жидкостей в зависимости от типа деталей и марки стали, из которой она изготовлена. Для каждой детали проектируются и изготавливаются индукторы, который позволяет создавать необходимый градиент свойств на поверхности детали в той локальной зоне, в которой это необходимо.

На созданном производстве уже выпускается: полупроводниковый преобразователь; установка ИН. для наплавки, пайки, плавки, термообработки и нагрева металла под деформацию; станции охлаждения и подготовки охлаждающей жидкости; специальная оснастка для индукционных установок и преобразователи частоты (индукторы, средства механизации и автоматизации, системы управления, трансформаторы. нагревательные блоки и т.д.).

Ввод в эксплуатацию указанного производства осуществлён согласно календарному плану в 4 кв. 2014 года. На проектную мощность вышли 2017 году. При реализации проекта созданной 7 рабочих мест. Объем выпуска продукции за 2014-2017 гг. составил 2420, 7 тыс. рублей.







К списку новостей