剖析高频感应退火机加热金属升温过程的特点

金属升温过程的特点

1)金属表面温度高于中心温度 对于铁磁性金属而言，金属的磁导率较大，电阻率小，电流的集肤效应显著，表面升温速度快。金属中心依靠表面向内的传导热维持升温。中心温度始终低于表面温度。

2)金属表面与中心的径向温差 在升温阶段，金属内部径向温差随加热温度的升高而逐渐缩小。金属加热产生的径向温差大小，对钢材热处理质量会产生较大的影响。因此，应当尽量缩小径向温差。

3)金属的升温速及其变化 对于铁磁性金属而言，升温阶段的升温速度以居里点为界限。在居里点以下金属升温速度快；在居里点以上升温速度显著减慢。因为，当加热温度高于居里点后，感应电流的透入深度急剧增大到居里点以下5-10倍。此刻加热电流密度急速下降。升温速度减慢。另外，加上温度超过800℃时，辐射热损失加大也会影响金属的升温速度。综上所述，为了提高升温阶段的加热效果，提高全程的加热速度，缩小径向温差，应当采用双频电源加热。在居里点以下温区使用电流透入深度较大的较低频率电源加热；在居里点以上温区使用电流透入深度较浅的较高频率电源加热。这样可以既实现快速加热升温，又减少径向温差，同时还能得到良好的热效率。

透热阶段的特点

1)透热点温度对热处理工艺的影响 铁磁性钢材透热点温度的高低，关系到热处理工艺的制订。钢材采用高频感应退火机进行加热热处理，其透热点温度随加热速度的增大而升高。在正常加热条件钢材透热点处在居里点附近或稍高于居里点。在制订钢材淬火、回火处理加热I；时，必须注意透热温度前后表面与中心温差对热处理效果的影响。必要时，在淬火与回火加热感应器后设置均温装置，以缩小或消除温差。

2)透热阶段的加热升温速度的影响 对透热阶段金属加热升温速度进行控制很有必要～当加热温度超过透热点、温度高于800℃时，由于感应电流透入深度增大，表面辐射、对流热损失急剧增加，钢材表面升温速度下降，中心升温速度加快，最终出现中心温度高于表面温度的逆向温差现象。逆向温差现象随加热电源频率增高，出现的概率增大，采用10OkHz以上高频电源加热时较多出现逆向温差。为此，当采用双频电源加热时，特别是在居里点以上使用超音频电源加热钢材，为了保持合理的表面与中心温差，使用用的电源频率不宜过高，加热的表面功率密度不宜过大，以保持合适的加热升温速度，避免温差扩大。

3)透热阶段的重要工艺参数 与金属透热点对应的温度，称为透热温度,对应的加热时间为透热时间；相应采用的加热功率密度，称为透热表面功率密度。透热温度、透热时间、透热表面功率密度是制订快速热处理淬火加热工艺的重要参数。