Inductieverhittingsvorming kan bovendien snel een zeer complexe geometrische vorm vormen, kan ook een groot aantal metaalkorrelstroom en mechanische prestatievoordelen bieden, de extrusie en smeden, de vorming van vezelachtige korrelstructuur kan de scheurontwikkeling voorkomen en de impact- en vermoeidheidseigenschappen verbeteren van het warm vormen van metalen materialen bij gewone temperatuur, is koolstofstaal de meest voorkomende. Maar samen met de aluminium-, magnesium-, titanium- en superlegeringen en andere non-ferrometalen smeed- of extrusieonderdelen in de auto-, spoorweg-, ruimtevaart- en andere industrieën die veel worden gebruikt, neemt ook de vraag naar non-ferrometalen toe.
De temperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de vervormbaarheid van de legering en het vermogen om producten van hoge kwaliteit te vormen. De warmvervormingstemperatuur van de meeste koolstofstaalsoorten ligt gewoonlijk rond de 1200 ~ 1300℃ (de temperatuur van de warmvervormingstoepassing kan veel lager zijn), maar de doeltemperatuur van verschillende soorten non-ferrometaallegeringen varieert sterk. In de meeste toepassingen vereist de klant niet alleen een verhoging van de gemiddelde temperatuur van het werkstuk, maar legt hij ook de nadruk op temperatuuruniformiteit. Deze vereisten voor temperatuuruniformiteit worden meestal gedefinieerd in één richting (bijv. radiale uniformiteit, longitudinale uniformiteit, enz.) of in het algemeen. Bovendien vereisen sommige vormende toepassingen een bepaalde temperatuurheterogeniteit die moet worden bereikt na verhitting. Om bijvoorbeeld de isotherme toestand te behouden tijdens het vormproces van isotherme voorwaartse extrusie van grote aluminiumlegeringen, is meestal een bepaalde longitudinale temperatuurgradiënt vereist om de productkwaliteit en de levensduur van het gereedschap te verbeteren.
De praktische betekenis van materiaaleigenschappen
Aluminium, koper, zilver, magnesiumlegeringen en andere inductieverhittingsmaterialen hebben niet alleen een relatief hoge thermische geleidbaarheid, maar ook een hoge elektrische geleidbaarheid (dwz lage soortelijke weerstand). Daarom zal het huideffect veroorzaakt door de wisselstroom zeer significant zijn in deze materialen, de warmte die wordt gegenereerd door inductie zal worden geconcentreerd nabij het oppervlak van het materiaal, 100 mm blank aluminium (Al6061) en austenitisch roestvrij staal (SS304) geplaatst in hetzelfde sensor en de radiale vermogensdichtheid van het elektromagnetische veld.
Wanneer de doeltemperatuur van het verwarmde materiaal dicht bij het smeltpunt ligt, zal de dichtheid van de magnetische fluxlijn nabij het oppervlak van deze materialen er ook voor zorgen dat het uiteinde van het werkstuk oververhit raakt. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door de vervorming van de magnetische veldlijn aan het einde van het werkstuk. In een statisch verwarmingssysteem kan dit worden gedaan door de juiste frequentie, vermogensdichtheid, spoellengte en spoeldiameter te selecteren. Dit fenomeen moet ook worden opgemerkt tijdens continue verwarming. Hoewel de knuppel van het ene naar het andere systeem wordt gevoerd, heeft het nog steeds een duidelijk elektromagnetisch eindeffect onder een bepaalde voorbijgaande productieconditie.
Aangezien de temperatuurgradiënt die in het materiaal wordt gegenereerd, een grote thermische spanning zal vormen, resulterend in de vorming van scheuren in het werkstuk, zoals weergegeven in figuur 3. Het risico van scheurvorming en verspreiding is vooral opmerkelijk wanneer een groot werkstuk wordt verwarmd of wanneer het werkstuk microstructuur is in de "gegoten" staat omdat de porositeit en potentiële inhomogeniteit van het gegoten materiaal deze waarschijnlijkheid aanzienlijk vergroten.
Vanwege deze potentiële problemen moet lokale oververhitting van het materiaal worden aangepakt bij het selecteren van frequentie, vermogensdichtheid en verwarmingstijd, evenals bij het ontwerp en de regeling van verwarmingsapparatuur.
De elektromagnetische efficiëntie van inductieverwarming is in wezen gerelateerd aan de weerstand van de belasting (blanco, staaf, buis, enz.), En materialen met een hoge soortelijke weerstand hebben een hogere verwarmingsefficiëntie. Zoals blijkt uit de vergelijking van de twee vermogensdichtheidscurven die hierboven zijn genoemd, is aan het begin van het verwarmingsproces het totale inductieve verwarmingsvermogen per lengte-eenheid van de aluminium 6061 blank ongeveer een vierde van dat van de roestvrijstalen blank van de dezelfde diameter, wat erop wijst dat de elektromagnetische efficiëntie van de inductieverwarmende legering met lage weerstand lager is dan die van het materiaal met hoge weerstand. Elektromagnetische inductieverwarming biedt nog steeds aanzienlijke efficiëntievoordelen ten opzichte van andere verwarmingsmethoden van dit type materiaal.
Volgens de elektronische eigenschappen van aluminium-, koper-, zilver- en magnesiumlegeringen is over het algemeen een relatief hoge magnetische veldsterkte vereist om aan de productiviteitsvereisten te voldoen. Soms wordt een zeer lage frequentie gebruikt om een grotere penetratiediepte van de stroom te verkrijgen. Op dit moment zal de magnetische veldsterkte groot zijn en zal de elektromagnetische kracht erg hoog zijn. Tijdens het continu verwarmen van de plano, wanneer de plano de uiteindelijke spoeluitlaat nadert en passeert, zal het magnetische veld aan het einde van de plano vervormen. Aan het eindgebied van de spoel oefent de radiale component van het magnetische veld een aanzienlijke langskracht uit op de plano. Vanwege de lage dichtheid van aluminium, magnesium en andere non-ferrolegeringen is de wrijving ook klein. Wanneer de longitudinale kracht de wrijvingskracht overschrijdt, wordt de knuppel uit de spoel verdreven. In dergelijke gevallen moeten aanvullende ontwerpmethoden of materiaalverwerkingsschema's worden overwogen door middel van computersimulatie om dit potentiële gevaar te voorkomen.
Zoals hierboven beschreven, heeft het gebruik van laagfrequente stroom een aantal thermische voordelen voor het verwarmen van materialen met een lage soortelijke weerstand. Naast deze thermische voordelen kan een lagere frequentie de arbeidsfactor van de spoel aanzienlijk verhogen. Bij lage frequenties kunnen de spoelspanning en de spanningsval per winding van de spoel echter laag zijn, terwijl de spoelstroom behoorlijk hoog kan zijn, wat een aantal potentiële problemen met zich mee kan brengen, waaronder de toename van de longitudinale elektromagnetische kracht tussen de spoelen aan het einde van de spoel, hoge transmissieverliezen en load matching tests. Om deze nadelen te vermijden, kan het gebruik van een meerlagige spoel in sommige gevallen aanzienlijke voordelen hebben.
