二、感应加热电流频率、功率、加热时间的确定
与螺线管感应器参数计算(上)
2-1金属坯料加热过程中物理性质的变化
坯料的电阻率和相对磁导率对频率确定以及感应器参数设计具有重要意义。
金属坯料电阻率与温度的关系式为:
ρt =ρo(1+αt) (2-1)
式中:ρo——金属坯料0℃时的电阻率。
α——电阻温度系数。(即温度每升高1℃ 时电阻率改变值。)
ρt——金属在t℃时的电阻率。
表2-1常见几种金属的ρo值和α值
下图为钢的电阻率ρ2、一定的磁场强度下的相对磁导率μr与温度T的关系曲线。
由式(2-1)和图(2-1)可以看出:
钢在加热时,它的电阻率ρ2和相对磁导率μr都发生变化:
ρ2在15~800℃的温度区内,大约增加4倍,当温度超过800℃后,各类钢的电阻率几乎相等、并趋于一恒定值,即10-6Ωm。
μr在650~700℃之前基本上只与磁场强度有关,而与坯料温度变化关系不大。当达到居里温度时,μr便阶跃式下降到1。此时,如温度继续升高,磁导率不再变化。
钢由初始温度加热至始锻温度分3个加热阶段:
①冷态规范
坯料由初始温度加热到居里温度的规范。此时ρ2与μr均为变量。该区为铁磁性材料区,平均温度t=650℃,ρ2可取0.6×10-6Ωm,μr>1。
②中间规范
坯料表面温度达到800~900℃,加热层深度为0.5△k,为部分铁磁材料区,ρ2=10-6Ωm,坯料表层μr>1。
③热态规范
非磁性材料区。加热层深度≥△k,ρ2=1.24×10-6Ωm,这是800~1300℃范围内电阻率平均值。 μr =1。
下讲内容预告:电流频率的选择
作者:李韵豪。
来源:《金属加工》2007年连载《锻压工业中的感应加热》之《感应加热电流频率、功率、加热时间的确定与螺线管感应器参数计算(上)》
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