뉴스 - 단조품의 유도 담금질의 기본 원리

유도 담금질은 단조품에 흐르는 유도 전류에 의해 발생하는 열 효과를 이용하여 단조품의 표면 및 국부 부분을 담금질 온도까지 가열한 후 급속 냉각하는 담금질 공정이다. 담금질하는 동안 단조품을 구리 위치 센서에 놓고 고정 주파수의 교류 전류에 연결하여 전자기 유도를 생성합니다. 이로 인해 단조품 표면에 유도 코일의 전류와 반대되는 유도 전류가 발생합니다. 단조품 표면을 따라 유도된 전류에 의해 형성된 폐루프를 와전류라고 합니다. 와전류의 작용과 단조품 자체의 저항에 의해 단조품 표면에서 전기 에너지가 열에너지로 변환되어 표면이 급냉 오버플로까지 빠르게 가열된 후 단조품이 즉각적이고 빠르게 생성됩니다. 표면 담금질 목적을 달성하기 위해 냉각됩니다.

와전류가 표면 가열을 달성할 수 있는 이유는 도체 내 교류 전류의 분포 특성에 의해 결정됩니다. 이러한 특성은 다음과 같습니다.

피부 효과:

직류(DC)가 도체를 통과할 때 전류 밀도는 도체 단면에 걸쳐 균일합니다. 그러나 교류(AC)가 흐를 때 도체 단면에 걸친 전류 분포는 고르지 않습니다. 전류밀도는 도체 표면이 높고 중심부가 낮으며, 표면에서 중심부로 갈수록 전류밀도는 기하급수적으로 감소합니다. 이 현상을 AC의 표피 효과라고 합니다. AC의 주파수가 높을수록 피부 효과가 더욱 뚜렷해집니다. 유도 가열 담금질은 이러한 특성을 활용하여 원하는 효과를 얻습니다.

근접 효과:

인접한 두 도체에 전류가 흐를 때 전류 방향이 같으면 두 도체에 의해 생성된 교류 자기장의 상호 작용으로 인해 두 도체의 인접한 측에 유도된 역전위가 가장 크며 전류는 다음과 같이 구동됩니다. 지휘자의 바깥 쪽. 반대로 전류방향이 반대일 때 두 도체의 인접한 쪽, 즉 내부흐름으로 전류가 몰리는 현상을 근접효과라 한다.

유도 가열 중에 단조품에 유도되는 전류는 항상 유도 링의 전류와 반대 방향이므로 유도 링의 전류는 내부 흐름에 집중되고 가열된 단조품의 전류는 유도 링에 위치합니다. 이는 근접 효과와 표피 효과가 중첩된 결과로 표면에 집중됩니다.

근접 효과의 작용으로 단조품 표면의 유도 전류 분포는 유도 코일과 단조품 사이의 간격이 동일한 경우에만 균일합니다. 따라서 균일한 가열층을 얻기 위해서는 유도가열 과정에서 단조품을 연속적으로 회전시켜 불균일한 간극으로 인한 가열 불균일을 제거하거나 줄여야 한다.

또한, 근접 효과로 인해 단조품의 가열 영역 모양은 항상 유도 코일의 모양과 유사합니다. 따라서 유도코일을 제작할 때에는 그 형상을 단조품의 가열면적의 형상과 유사하게 하여 더 나은 가열효과를 얻을 필요가 있다.

순환 효과:

고리 모양이나 나선형 도체에 교류 전류가 흐르면 교류 자기장의 작용으로 인해 자기 유도 역기전력이 증가하여 도체 외부 표면의 전류 밀도가 감소하고 내부 표면은 링은 가장 높은 전류 밀도를 얻습니다. 이러한 현상을 순환 효과라고 합니다.

순환 효과는 단조품의 외부 표면을 가열할 때 가열 효율과 속도를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 내부 구멍을 가열하는 것은 순환 효과로 인해 인덕터의 전류가 단조품 표면에서 멀어져 가열 효율이 크게 떨어지고 가열 속도가 느려지므로 불리합니다. 따라서 발열 효율을 높이기 위해서는 인덕터에 투자율이 높은 자성체를 장착하는 것이 필요하다.

링의 직경에 대한 인덕터의 축방향 높이의 비율이 클수록 순환 효과는 더욱 두드러집니다. 따라서 인덕터의 단면은 직사각형으로 만드는 것이 가장 좋습니다. 정사각형보다는 직사각형이 좋고, 원형은 최악이므로 최대한 피해야 합니다.

날카로운 각도 효과:

날카로운 모서리, 가장자리 가장자리 및 곡률 반경이 작은 돌출 부분을 센서에서 가열하면 센서와 단조품 사이의 간격이 동일하더라도 단조품의 날카로운 모서리와 돌출 부분을 통과하는 자기장 선 밀도가 더 커집니다. , 유도 전류 밀도가 더 크고 가열 속도가 빠르며 열이 집중되어 이러한 부품이 과열되고 심지어 화상을 입을 수 있습니다. 이러한 현상을 샤프 앵글 효과(Sharp Angle Effect)라고 합니다.

날카로운 각도 효과를 피하기 위해 센서를 설계할 때 센서와 단조품의 예리한 각도 또는 볼록한 부분 사이의 간격을 적절하게 늘려 거기에 자력선의 집중을 줄여 가열 속도와 단조 온도는 어디에서나 가능한 한 균일합니다. 단조품의 뾰족한 모서리나 튀어나온 부분도 발모서리나 챔퍼로 변경이 가능하여 동일한 효과를 얻을 수 있습니다.