ТЕХИНДАКТ
Научно - производственное предприятие

Основы индукционного нагрева

Индукционный нагрев – это процесс нагрева металлов посредством переменного электромагнитного поля. Поскольку нагрев осуществляется полевым способом, он является бесконтактным.

Это самый современный способ как объемного, так и поверхностного нагрева металлов. Благодаря своим преимуществам, сегодня он используется в любом современном производстве, где есть участки термообработки металла. Нагрев для штамповки, закалки, отпуска, отжига - сегодня любая технологическая операция термообработки может быть проведена с технологией индукционного нагрева.
Как это работает?
Индукционный нагрев происходит за счет выделения теплоты от протекания вихревых токов (токов Фуко), создаваемых электромагнитным полем внутри нагреваемого материала. Поскольку выделение тепла происходит непосредственно в нагреваемой детали, тепловой переход “нагреватель - деталь” при этом отсутствует, а нагрев является максимально эффективным.

Наведенные вихревые токи являются полностью замкнутыми внутри нагреваемой заготовки, не выходят за ее пределы и не могут протекать от заготовки к оператору. Поэтому несмотря на значительное тепловыделение от протекаемых токов в заготовке, индукционный нагрев является достаточно безопасным способом нагрева.
Индукционный нагрев прутка
Принцип индукционного нагрева

Технически процесс индукционного нагрева производится следующим образом.

Металлическая заготовка помещается внутрь электромагнитного индуктора установки индукционного нагрева (УИН). Индуктор, в простейшем случае, представляет собой многовитковую катушку, выполненную из медной трубки, по которой протекает переменный электрический ток, а также протекает вода для охлаждения трубки. Контакт между заготовкой и витками индуктора при этом отсутствует. При протекании по виткам индуктора электрического тока, внутри индуктора создается переменное магнитное поле, которое индуцирует внутри заготовки вихревые электрические токи, разогревающие материал заготовки.
Важным фактором в индукционном нагреве является удельное электрическое сопротивление нагреваемого материала: материалы с низким удельным сопротивлением (медь, латунь) нагреваются хуже. Значительно лучше нагреваются сплавы на основе железа. Это обуславливается как его высоким удельным сопротивлением, так и ферромагнитными свойствами железа и его сплавов, усиливающими внешнее магнитное поле.
Преимущества
Бестопливный
Индукционный нагрев не требует сжигания газа, мазута или угля. Для его работы необходима только электроэнергия. Чистота и экологичность технологического процесса существенно выше.
Быстродействие
Нагрев детали начинается в момент включения установки. В отличие от камерных печей, он не требует многочасового предварительного прогрева печи и готов к работе сразу.
Управляемость
Деталь можно нагревать целиком, а можно только необходимые зоны. Высокая интенсивность нагрева также позволяет нагревать и закаливать только поверхность детали, не прокаливая ее вглубь.
Эффективность
Современные преобразователи имеют КПД более 95%, что разительно сокращает потери электроэнергии. Энергия при этом расходуется именно на нагрев детали, а не муфеля промышленной электропечи.
Повторяемость
Индукционный нагрев обеспечивает высокую повторяемость результата. Точность стабилизации тока и точность позиционирования деталей в индукторе обеспечивают гарантированный результат.
Специфичность
Существует ряд техпроцессов, которые невозможно реализовать другими методами нагрева. Среди них и поверхностная закалка, и зонная закалка, и левитационная плавка и другие технологии.