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我国感应热处理设备的发展和技术提升

   
前言

感应热处理具有加热速度快、节约能量、不氧化脱碳、不污染环境以及生产效率高等多方面优点,这些优越性为热处理工作者广泛认同,因此近十几年来发展很快。

当然这一实际需求,也大大促进国产感应热处理设备的发展和技术提升。以长春的“中国一汽”为例,该公司拥有感应热处理设备近100多台,其中近十年新增或新的设备就有50台,几乎全部是可控硅中频设备和IGBT超音频设备。现在“一汽”的中型卡车的感应热处理零件重量以达到291.3kg,占全部热处理零件的52%,感应热处理真正地挺起了热处理的半壁江山。

2我国早期的感应热处理设备情况

50年代初、中期随着“一汽”和“一拖”的建设,从苏联引进一批高、中频热处理设备,总共20台左右,另有极少数的捷克设备。国人从此认识了感应热处理。50年代末期国内有几家工厂先后开发了高、中频电源设备,如天津广播器材厂和北京广播器材厂开发了电子管高频设备;湘潭电机厂和锦州电机厂开发了机械式中频发电机;大约60年代中期天津劳动局技工学校(后来的天津第九机床厂)开始生产简易的淬火机床[1]。他们开启了我国自行研发和生产感应热处理设备的先河。

3目前我国感应热处理电源设备的现状和发展

中、高频电源设备是感应热处理的关键设备。目前我国热处理行业除古老的火花间隙式高频电源没有使用外,其他几种电源都在使用,其中机式中频发电机和电子管式高频电源尽管落后,在某些地区或工厂,仍是主力生产设备。现就各种电源的优缺点介绍如下:

3.1机械式中频发电机

机械式中频发电机大约在1920年研发成功,当年美国俄亥俄州的克拉克公司首先将其用于曲轴轴颈的淬火,这是早用于工业生产的中频电源。它的大优点是耐用,除工作几年要换轴承外,几乎不需要维修保养。它的缺点是频率固定,使用范围受到限制;占地面积大;噪音大;耗水量大;电效率较低,约为70~75%左右[2]。

3.2电子管高频电源

电子管高频电源大约诞生于1930年左右。它的主要优点是调谐简单、使用方便,尽管频率高(后开发出超音频),应用范围还是较宽的(在不讲究加热效率的情况下)。它的主要缺点是电效率低,约为50%左右;工作电压太高,安全性差;单机功率小等[2]。

3.3晶闸管(SCR)式中频电源

晶闸管(SCR)中频电源亦称可控硅中频电源,这种电源国际上约在1970年左右研制成功,并开始大量使用。我国约在80年代研制成功并开始试用。90年代初完全成熟,某些技术指标已经达到国际先进水平。感应淬火用的晶闸管中频电源频率一般为2.5~8kHz。它与机式中频相比具有很多优点:体积小,重量轻;无机械运动,噪音小;启动停止方便,频率可以根据零件需要调整,并在运行中自动跟踪,保持在高的功率因数下运行;安装容易,不需要特殊基础;淬火设备的单机功率可达1000kW;电效率可达90%[2]。

3.4晶体管超音频和高频电源

晶体管超音频和高频电源一般指:(1)IGBT超音频电源、MOSFET高频电源和SIT高频电源。晶体管超音频和高频电源国际上大约在20世纪70年代中后期先后开发成功。我国在90年代开发成功。目前国产IGBT电源已很成熟,我公司生产的IGBT电源的某些指标已经达到国际先进水平:频率8~50kHz功率可达500kW、频率50~100kHz功率可达200kW。国产MOSFET做到200kHz、100kW。SIT高频电源国内已生产了几十台,但由于备件缺乏,已经逐渐报废。SIT电源因单管功率小等缺点很难克服,国外公司已经停止研发和生产。晶体管电源优点与晶闸管电源的优点相同或相近,但其频率可做到几百千赫。现用下表对上述内容进行总结:

4淬火机床方面的技术进步

感应热处理设备中淬火机床也是个重要方面。进十年来,大型汽车公司和规模较大的汽车零部件厂,不断采购性能可靠、技术先进的淬火机床。

发布日期:2010.01.25  新闻来源:工业电炉|全纤维大型燃气台车炉|井式电阻炉-江苏邦泰炉业有限公司