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感应加热工艺与设备的发展状况及趋势

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感应加热工艺与设备的发展状况及趋势来源:中国五金商机日期:感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉 ——开槽式有芯炉

感应加热来源于法拉第发现的电磁感应现象，也就是交变的电流会在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。1890年瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉 ——开槽式有芯炉， 1916年美国人发明了闭槽有芯炉，从此感应加热技术逐(2)对外壳、外罩、面板等渐进入实用化阶段。20世纪电力电子器件和技术的飞速发展，极大地促进了感应加热技术的发展。

1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸如：将ABS树脂和PMMA混合管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命。1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展。

20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，GTO、MOSFET、IGBT、M CT及 SIT等器件相继出现。感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。现在比较常用的是IGBT和MOSFET， IGBT用于较大稳压二极管功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。据报道，国外可以采用IGBT将感应加热装置做到功率超过1000kW ，频率超过50kHz。而MOSFET较适用高频场合，通常应用在几千瓦的中小功率场合，频率可达到500kHz以上，甚至几兆赫兹。然而国外也有推出采用 MOSFET的大功率的感应加热装置，比如美国研制的2000kW /400kHz的装置。

我国感应热处理技术的真正应用始于1956年，从前苏联引入，主要应用在汽车工业。随着 20世纪电源设备的制造，感应淬火工艺装备也紧随其后得到发展。现在国内感应淬火工艺装备制造业也日益扩大，产品品种多，原来需要进口的装备，逐步被国产品所取代，在为国家节省外汇的同时，发展了国内的相关企业。目前感应加热制造业的服务对象主要是汽车制造业，今后现代冶金工业将对感应加热有较大需求。

一、感应加热特点

感应加热技术具有快速、清洁、节能、易于实现自动化和生产、生产效率高等特点，是内部热源，属非接触加热方式，能提供高的功率密度，在加热表面及深度上有高度灵活的选择性，能在各种载气中工作 (空气、保护气、真空)，损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。它与可控气氛热处理、真空热处理少无氧化技术已成为热处理技术的发展主流。

其主要应用有：

(1)冶金 有色金属的冶炼，金属材料的热处理，锻造、挤压、轧制等型材生产的透热，焊管生产的焊缝。

(2)机械制造 各种机械零件的淬火，以管材设备及淬火后的回火、退火和正火等热处理的加热;压力加工前的透热。

(3)轻工 罐头以及其他包装的封口，比如著名的利乐砖的封口包装。

(4)电子 电子管真空除气的加热。

(5)特殊应用 如等离子、堆焊等。

以一汽为例，在生产的中型车、轻型车和轿车上，就有近200种零件需要感应加热淬火处理，从感应加热淬火零件的形状和尺寸来看，可称得上花样繁多且大小均有。随着感应淬火技术的不断发展，感应淬火的零件已上升到占全部热处理零件的50%左右。据有关数据表明，在我国的汽车工业中，感应热处理的应用正进入世界先进水平的行列。

二、感应加热新工艺

感应加热工艺是感应加热技术水平的主要体现，是技术发展的基础，先进的感应加热工艺技术可以有效地发挥感应加热的特点，实现高效、轴流风机节能的局部热处理。

(1)纵向感应加热淬火 半轴纵向感应加热淬火已用于汽车、拖拉机工业。半轴电动绞肉机纵向加热是一次淬火。在德国、美国有半轴一次淬火专用机床，将加热、校正和淬火在一台机床上完成，提高了生产率，一次淬火与连续淬火相同产量的设备占地面积各为40m2与115m2。

(2)曲轴颈圆角淬火 曲轴颈圆角淬火后，疲劳强度比正火的提高一倍，我国生产的康明斯与 NH发动机曲轴均已采用此种工艺。

(3)低淬透性钢齿轮淬火 早在20世纪70年代我国曾进行55DT、60DT、70DT钢研究并取得初步成果，以后因钢的淬透性不稳定等原因，低淬钢未继续用于生产。1992年俄罗斯低淬钢创始人，K.3ЩЕПЕ ЛЯКОВСКЦЦ博士来中国讲学，并到某一钢厂调查冶炼低淬钢的条件，认为该厂完全具备生产低淬钢条件。YB 2009—1981《低淬透性含钛优质碳素结构钢》中对合金元素的控制与俄罗斯不同，(俄)1054—74、58(55П П)钢的元素含量对 Mn、Cr、Ni、Cu四元素之和规定要求

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