感应脉冲加热过程动态参数研究

借助微处理机系统控制大功率感应脉冲发生器及检测振荡管阳/栅流动态变化值,系列功率密度条件下,对铁磁性材料和顺磁性材料实施脉冲加热试验。从电磁相互作用理论、热传导及物理冶金学理论出发,分别对感应脉冲加热物理过程和热透层深度与电、热参数之间的关系进行了深入的研究。根据涡流集中区物理性态,作者提出了铁磁材料感应加热周期内划分铁磁态、铁磁性向顺磁性转化态及顺磁态三个阶段的理论模型。由振荡管反射电阻与被加热材料物理性能参量之间的关系发现,产生三个阶段的根本压因是铁磁材料的自发磁感应强度和电阻率温度系数的热温特性,并在热传导理论分析和数据处理结果基础上建立了热透层(淬硬层)深度与感应加热电热参数之间的关系式。     

感应加热谐振电路新拓扑模型研究

为了降低电压型逆变器在高频感应加热电源应用中功率器件上的电流和功耗，提出了一种适用于高频大功率感应加热的新型电感-电感-电容（LLC）谐振拓扑。在拓扑中增加电感，使电源和负载隔离，通过调节负载电流大小来降低功率器件上的功耗；同时去掉高频功率匹配变压器，减小电源的体积和重量，并提高电源效率。给出了该拓扑的谐振特性和各参数设计准则，并根据拓扑特性和系统要求设计了新的锁相环（PLL）控制系统。仿真和实验结果表明，这种拓扑相对于传统的谐振拓扑更能满足高频大功率应用环境的要求。     

基于PDM的高频感应加热电源的设计与实现

介绍一种以MOSFET为开关器件的高频感应加热电源.设计制作出100 k Hz/5 k W的小功率高频感应加热电源样机,该电源采用脉冲密度调制(PDM)调功控制方式,谐振电路采用串联谐振方式,能够有效克服加热过程中负载参数变化带来的影响,使功率开关管始终工作在零电压开通状态.对该电源的逆变电路、控制电路等方面做了研究和试验.试验结果表明:采用的PDM控制模式和串联谐振电路,能够满足小功率高频感应加热电源的工作要求.     

高频热处理技术的新进展

就高频感应加热设备、高频热处理的发展等若干问题进行较为详尽的评介,并提出几点看法.     

IGBT高频感应加热电源的研制

以IGBT为开关元件,研制了15kW高频感应加热电源。对该电源的逆变电路、控制电路、驱动电路等进行了研究。实验结果表明:并联谐振逆变电路开关器件上流过的电流小,开关损耗低,电路简单,容易控制,适用于小功率感应加热电源。     

塑料电磁感应加热系统的设计与研究

目前的塑料挤出机大都采用电阻丝加热料筒使得塑料粒子融化,这种方法热效率差,能耗损失大。针对这个问题进行技术改进,利用电磁产生电涡流原理进行金属体料筒加热,系统通过全桥方式以及大功率器件IGBT对涡流线圈进行高频输入控制,只在料筒金属体内部产生涡流来加热,提高了热效率,降低了能耗。     

Co基涂层的感应重熔特性

通过对Co基喷涂层进行高频感应重熔试验,以及对重熔层进行显微分析、成份分析、相组成分析,探讨了感应加热时Co基类涂层的熔化状况、界面结构、组织性能等方面的影响规律,发现Co基涂层由于它的磁性响应较大,其感应重熔工艺性好。     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.     

大型厚壁筒体内壁感应加热三维温度场的数值模拟

采用有限元方法对大型厚壁筒体的内壁感应加热工艺进行了数值研究。设计了一种适合内壁感应加热的弧形面感应加热器,基于ANSYS软件建立了内壁感应加热的三维瞬态电磁场和温度场模型。分析了感应加热参数如线圈电流大小、频率、匝数、加热间距等因素对筒壁温度分布的影响。结果表明:增大线圈电流大小、频率和匝数会极大地改善了加热效果,减少线圈与工件的距离也能提高加热效率。采用感应加热参数进行感应加热实验,实验结果与预测值吻合较好。     

全固态高频感应电源的研究

对高频感应加热电源的逆变器的拓扑结构及其驱动控制电路、功率调整电路及其控制电路、保护电路等进行了分析设计，采用锁相环技术自动进行频率跟踪，使整机能高效率的工作；制作了2KVA/100KHz用于蒸镀法的电源，文中给出了部分具体电路和输出波形。     

热处理提高5CrMnMo钢强韧性的研究

通过对 5CrMnMo 钢高温淬火回火和高温加热等温淬火回火两种热处理,控制其微观组织,并与常规工艺相比较,结果表明:高温淬火获得了以 M 板为主的组织,高温加热等温淬火获得了(M 板+B 下)的复合组织。前者使其强度和断裂韧性大幅度提高,冲击韧性和塑性亦有所增加,且提高了抗回火稳定性;后者也使强度和断裂韧性有较大提高,塑性提高尤其显著,抗回火稳定性与常规工艺相当。它为改进该钢热锻模的热处理工艺提供了重要依据。     

格林函数法计算激光相变硬化温度场

用格林函数法对激光相变硬化时的温度场进行了计算,从热传导方程出发,对光斑形状、材料热物性作了恰当近似,用"像光源"方法对边界条件进行了处理.分析了加热和冷却过程中,材料内部组织的变化,并用无界边条件的解来模拟硬化带的特点.     

加热奥氏体化过程的数学模拟

从钢的奥氏体化机理入手，建立了加热奥氏体的数学模型；并对激光加热温度场和硬化带进行了估算．计算结果与实测值吻合较好     

Investigations of high-frequency induction hardening process for piston rod of shock absorber

The microhardness of piston rods treated with different induction hardening processes was tested. The experimental results reveal that the depth of the hardened zone is proportional to the ratio of the moving speed of the piston rod to the output power of the induction generator. This result is proved correct through the Finite Element Method (FEM) simulation of the thermal field of induction heating. From tensile and impact tests, an optimized high frequency induction hardening process for piston rods has been obtained, where the output power was 82%x80 kW and the moving speed of workpiece was 5364 mm/min. The piston rods, treated by the opfirniTed high frequency induction hardening process, show the best comprehensive mechanical performance.     

水玻璃砂转移涂料

研究了适用于CO2水玻璃砂芯的自硬转移涂料，提出了以磷酸盐做粘结剂，MgO作固化剂的自硬转移涂料的最佳配方，并对其转移性进行了分析，测试了其渗透性、密度、悬浮性、透气性、表面强度等主要性能指标，结果表明：所研制的自硬转移涂料具有生产应用和推广价值，并将产生一定的经济效益。     

基于热流密度的钢坯加热节能控制模型研究

本文基于钢坯加热的热流密度分布关联加热能耗的原理,提出一种重建加热钢坯表面的热流密度分布曲面模型的方法,以期将来能通过它建立热流密度概率密度分布曲面,调整热流密度概率密度分布曲面的权值来达到钢坯加热节能控制的目的。     

Research into Grinding Hardening of Microalloyed Non-quenched and Tempered Steel

Grinding hardening is a new technology of hardening steel piece surfaces with grinding heat generated in the grinding process instead of with a high or medium frequency induction heating method,which can effectively integrate grinding and surface hardening. Experimental studies were carried out on grinding hardening of non-quenched and tempered steel. Through grinding experiments with variable depths of cut and feeding rate,the variation in the depth of the hardening layer was studied and the microstructure of the hardening zone of the test pieces was subsequently ana-lyzed. In the end,the hardening effect of non-quenched and tempered steel was compared with that of 40Cr steel,which revealed the superiority of non-quenched and tempered steel in grinding hardening technology.     

In-Situ TEM Tensile Observation of a Metastable Austenitic Manganese Steel

This paper presents the in-situ TEM tensile observation of the nucleation and growth ofmartensite and the dislocation configuration change in metastable austenitic manganesesteels and the investigation of the composition of phases and the content of elements inthe micro regions by XRD,EDAX respectively and concludes from the results that thestrengthening of martensite transformation and high density of dislocations lead to thehigh work-hardening capacity in the steel.     

感应加热工件内电磁场计算及其有限元模拟

根据感应加热机理,从麦克斯韦方程组出发,导出了长柱形导体感应加热工件内电磁场和涡流密度分布的基本方程.借助MATLAB和ANSYS软件进行了电磁场和涡流分布计算,形象描述了感应加热中的电磁场分布规律及集肤效应.计算结果表明,有限元解与理论解吻合得较好,为进一步理解感应加热工件内电磁场和涡流分布提供了很好的依据.