Processo superficiale di trattamento termico a induzione

Cos'è il processo di trattamento termico a induzione della superficie?

Riscaldamento a induzione è un processo di trattamento termico che consente un riscaldamento molto mirato dei metalli mediante induzione elettromagnetica. Il processo si basa su correnti elettriche indotte all'interno del materiale per produrre calore ed è il metodo preferito utilizzato per legare, indurire o ammorbidire metalli o altri materiali conduttivi. Nei moderni processi di produzione, questa forma di trattamento termico offre una combinazione vantaggiosa di velocità, coerenza e controllo. Sebbene i principi di base siano ben noti, i progressi moderni nella tecnologia allo stato solido hanno reso il processo metodo di riscaldamento straordinariamente semplice ed economico per applicazioni che implicano giunzione, trattamento, riscaldamento e prove sui materiali.

Il trattamento termico a induzione, attraverso l'uso altamente controllabile di una bobina riscaldata elettricamente, consentirà di selezionare le migliori caratteristiche fisiche non solo per ciascuna parte metallica, ma per ciascuna sezione di quella parte metallica. La tempra a induzione può conferire una durata superiore ai perni dei cuscinetti e alle sezioni dell'albero senza sacrificare la duttilità necessaria per gestire i carichi d'urto e le vibrazioni. È possibile indurire le superfici interne dei cuscinetti e le sedi delle valvole in parti complesse senza creare problemi di distorsione. Ciò significa che sei in grado di indurire o temprare aree specifiche per la durata e la duttilità in modi che soddisfano al meglio le tue esigenze.

Vantaggi dei servizi di trattamento termico a induzione

  • Trattamento termico mirato L'indurimento superficiale mantiene la duttilità originale del nucleo mentre indurisce un'area ad alta usura della parte. L'area temprata è accuratamente controllata rispetto a profondità, larghezza, posizione e durezza della cassa.
  • Coerenza ottimizzata Elimina le incongruenze e i problemi di qualità associati a fiamme libere, riscaldamento della torcia e altri metodi. Una volta che il sistema è stato adeguatamente calibrato e impostato, non ci sono congetture o variazioni; il modello di riscaldamento è ripetibile e coerente. Con i moderni sistemi a stato solido, il controllo preciso della temperatura fornisce risultati uniformi.

  • Massima produttività Le velocità di produzione possono essere massimizzate perché il calore viene sviluppato direttamente e istantaneamente (> 2000º F. in <1 secondo) all'interno della parte. L'avvio è praticamente istantaneo; non è richiesto alcun ciclo di riscaldamento o raffreddamento.
  • Migliore qualità del prodotto Le parti non entrano mai in contatto diretto con una fiamma o un altro elemento riscaldante; il calore è indotto all'interno della parte stessa da corrente elettrica alternata. Di conseguenza, la deformazione del prodotto, la distorsione e le percentuali di scarto sono ridotte al minimo.
  • Consumo energetico ridotto Stanchi di aumentare le bollette? Questo processo unicamente efficiente dal punto di vista energetico converte fino al 90% dell'energia spesa in calore utile; i forni discontinui sono generalmente efficienti dal punto di vista energetico solo al 45%. Non sono necessari cicli di riscaldamento o raffreddamento, quindi le perdite di calore in stand-by sono ridotte al minimo indispensabile.
  • Suono dell'ambiente La combustione di combustibili fossili tradizionali non è necessaria, il che si traduce in un processo pulito e non inquinante che aiuterà a proteggere l'ambiente.

Cos'è il riscaldamento a induzione?

Riscaldamento a induzione è un metodo di riscaldamento senza contatto dei corpi, che assorbono energia da un campo magnetico alternato, generato dalla bobina di induzione (induttore).

Esistono due meccanismi di assorbimento dell'energia:

  • generazione di correnti parassite all'interno del corpo che provocano il riscaldamento a causa della resistenza elettrica del materiale del corpo
  • riscaldamento per isteresi (SOLO per materiali magnetici!) dovuto all'attrito di microvolumi magnetici (domini), che ruotano seguendo l'orientamento del campo magnetico esterno

Principio del riscaldamento a induzione

Catena di fenomeni:

  • Alimentazione per riscaldamento a induzione fornisce corrente (I1) alla bobina di induzione
  • Le correnti della bobina (ampere-giri) generano un campo magnetico. Le linee di campo sono sempre chiuse (legge di natura!) E ogni linea gira intorno alla sorgente di corrente: spire della bobina e pezzo in lavorazione
  • Il campo magnetico alternato che scorre attraverso la sezione trasversale del pezzo (accoppiato al pezzo) induce tensione nel pezzo

  • La tensione indotta crea correnti parassite (I2) nella parte che scorre in direzione opposta alla corrente della bobina, ove possibile
  • Le correnti parassite generano calore nella parte

Flusso di potenza negli impianti di riscaldamento a induzione

La corrente alternata cambia direzione due volte durante ogni ciclo di frequenza. Se la frequenza è 1kHz, la corrente cambia direzione 2000 volte in un secondo.

Un prodotto di corrente e tensione dà il valore della potenza istantanea (p = ixu), che oscilla tra l'alimentatore e la bobina. Possiamo dire che la potenza viene parzialmente assorbita (potenza attiva) e parzialmente riflessa (potenza reattiva) dalla bobina. La batteria del condensatore viene utilizzata per scaricare il generatore dalla potenza reattiva. I condensatori ricevono potenza reattiva dalla bobina e la rimandano alla bobina supportando le oscillazioni.

Un circuito "bobina-trasformatore-condensatori" è chiamato circuito risonante o serbatoio.