Nhiệt Luyện trong Lò cảm ứng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BÁO CÁO MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN.
ĐỀ TÀI : NHIỆT LUYỆN TRONG LÒ CẢM ỨNG


NỘI DUNG
I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LÒ CẢM ỨNG

II. NHIỆT LUYỆN TRONG LÒ CẢM ỨNG

III. TỔNG KẾT, ƯU NHƯỢC ĐIỂM

TÀI LIỆU THAM KHẢO


I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ LÒ CẢM ỨNG

NGUYÊN LÝ

MỘT SỐ VẤN ĐỀ


NGUYÊN LÝ


NGUYÊN LÝ

PHÂN LOẠI
LÒ CẢM ỨNG CÓ LÕI
SẮT

LÒ CẢM ỨNG KHÔNG
CÓ LÕI SẮT

TẦN SỐ THẤP
(50Hz)

TRUNG TẦN
(500 – 10000Hz)
CAO TẦN
(200 – 1000KHz)


MỘT SỐ VẤN ĐỀ

NHIỆT NĂNG TRONG LÒ CẢM ỨNG

CẤU TẠO BỘ PHẬN NHIỆT LUYỆN


NHIỆT NĂNG TRONG LÒ CẢM ỨNG

• THEO ĐỊNH LUẬT FARADAY, NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIA NHIỆT CHO
KIM LOẠI ĐƯỢC TÍNH THEO CÔNG THỨC :


NHIỆT NĂNG TRONG LÒ CẢM ỨNG

Phần không
nhiệt
luyện
Lõi nhiệt luyện

Phần được
nhiệt luyện


NHIỆT NĂNG TRONG LÒ CẢM ỨNG
Bộ phận có đường
kính càng lớn thì lõi
nhiệt luyện cũng tăng
dần kích thước theo.
Tuy nhiên, công suất
của máy có giới hạn
nên thường bộ phận
nhiệt luyện ( các lõi
cảm ứng hay cuộn
cảm ứng ) sẽ có kích
thước phù hợp và


II. NHIỆT LUYỆN TRONG LÒ CẢM ỨNG

LÝ THUYẾT
NHIỆT LUYỆN

TỔNG QUAN

TÔI BỀ MẶT

RAM CẢM ỨNG
Ủ CẢM ỨNG


TỔNG QUAN

 Công nghê gia nhiệt với hiệu suất gia nhiệt cao nhất.
 Tốc độ nhanh nhất.
 Công suất tiêu thụ thấp.


TỔNG QUAN
• Theo tần số của dòng điện xoay chiều, nhiệt luyện cảm ứng được chia theo tần số làm việc,
bao gồm: UHF, HF, RF, MF.
• Việc xử lý nhiệt cảm ứng vô tuyến (rf) với tần số hiện tại từ 20 đến 30 khz
• Xử lý nhiệt cảm ứng tần số cực cao (UHF): tần số lên đến 27 mhz, lớp gia nhiệt cực kỳ
mỏng ~ 0,15 mm
• Gia nhiệt cảm ứng 4 MF (tần số trung bình - MF) tần số thường từ 2,5 đến 10 khz, độ sâu
của lớp nhiệt luyện là 2 đến 8 mm
• Tần số là 50 đến 60 hz cũng được áp dụng, độ sâu của lớp nhiệt luyện là 10 đến 15 mm.


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

••  Khi

nhiệt độ tăng tới nhiệt độ currie TC :
Δ (20 ÷1000oc) (cm)

• Trong đó
Δ (20 ÷1000oc) : độ sâu bề mặt xuất hiện
dòng điện (cm)
F: tần số của dòng điện (hz)


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

Độ sâu xuất hiện dòng điện của
Nhiệt độ Curie của một số loại vật liệu

một số vật liệu (mm)


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN
 Sự chuyển biến nhiệt độ theo thời gian khi tôi một
phôi có bán kính 16mm tới nhiệt độ 12000C với tổng
thời gian 10s có dạng như sau:

Biểu
đồ
nhiệt
độ

LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN
• Nhiệt lượng cần cung cấp cho phôi nhiệt
luyện đến nhiệt độ thích hợp :
Q1 = m.c.Δt
• Nhưng bên cạnh đó, cần phải cung cấp
lượng nhiệt mất mát qua bức xạ và sự tỏa
nhiệt của lõi cảm ứng, gọi là Q2 và Q3 :
Q2 = Ae.C0.( T14 – T24)
Q3 = I2.R
• Vậy lượng nhiệt cần cung cấp cho quá


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

• Lượng nhiệt tỏa ra từ lò cảm ứng là :

• Năng lượng tiêu hao khi nhiệt luyện các sản phẩm bằng các vật
liệu khác nhau và ở các nhiệt độ đạt được khác nhau được thống
kê:


LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

Hiệu suất sử dụng nhiệt

Năng lượng cần thiết cho một số vật liệu

TÔI BỀ MẶT
• Tôi bề mặt là công nghệ bao gồm nung nóng nhanh bề
mặt chi tiết thép lên tới nhiệt độ cần thiết bằng các
phương pháp khác nhau, sau đó làm nguội nhanh trong
môi trường có vận tốc nguội lớn hơn vận tốc nguội tới
hạn.
• Nguyên lý: khi ta đặt chi tiết thép ( vật dẫn điện ) vào
trong một điện từ trường biến thiên với tần số f thì bề
mặt chi tiết sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng có tần
số biến thiên f lần trong một giây. Dòng điên cảm ứng
chủ yếu tập trung ở lớp bề mặt của chi tiết.


TÔI BỀ MẶT
• Người ta thường dùng
• C40, C45, C50, C55, C60.
• Thép hóa tốt hợp kim thấp như 40Cr, 40CrV hoặc thậm
chí cả thép CD100, gang xám.
• Các phương pháp tôi bề mặt:
Tôi đồng thời.
Tôi liên tiếp.
Tôi liên tục liên tiếp.


TÔI BỀ MẶT

Tôi đồng thời một mặt sản phẩm

Đầu cảm ứng gắn vào bánh răng

Sơ đồ quá trình tôi liên tục liên tiếp bề mặt


TÔI BỀ MẶT
LỰA CHỌN THÔNG SỐ
•  

 Công suất riêng bề mặt:
 Với

P0 = kw/cm2

Pm : công suất của máy (KW)

F : diện tích của bề mặt cần nung ( hoặc diện tích
của bề mặt cuộn cảm ) (cm2)
: Hiệu suất của vòng cảm ứng và biến áp hạ thế.
Ηcảm ứng . ηbiến áp = 0,8 .0,8 = 0,64


TÔI BỀ MẶT
LỰA CHỌN THÔNG SỐ

 Tần số dòng điện:
F =( 500/�)2 hz
 Các chi tiết lớn như trục cán, chiều sâu lớp được tôi yêu cầu
từ 4 ÷ 6 mm.
 Các chi tiết nhỏ yêu cầu lớp tôi mỏng chỉ từ 1 ÷ 2 mm như
các loại trụ nhỏ, acpiston.