Металлообработка | |
Название | Прецизионный нагрев цилиндрических немагнитных заготовок в индукторе перед обработкой давлением |
DOI | 10.17580/tsm.2016.01.13 |
Автор | Демидович В. Б., Растворова И. И. |
Информация об авторе | Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, Россия: В. Б. Демидович, профессор, гл. науч. сотр. межотраслевой лаборатории «Современные электротехнологии», эл. почта: vbdemidovich@mail.ru
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург, Россия: |
Реферат | В статье обсуждены проблемы прецизионного индукционного нагрева заготовок из сплавов цветных металлов, таких как титан, цирконий, ниобий, тантал и некоторые другие. Индукционный нагрев цветных сплавов имеет некоторые особенности, которые необходимо принимать во внимание при разработке оборудования для него. Низкая теплопроводность и высокие температурные потери с поверхности приводят к тому, что внутри заготовки достигается наибольшая температура, которая не может быть измерена при помощи пирометров. Абсолютно равномерный нагрев в индукторах невозможен даже теоретически. Но в то же время прецизионный нагрев с высокой степенью однородности температурного поля обеспечивает высокое качество пластической деформации заготовок из немагнитных металлов. Определение минимально достижимой неравномерности температурного поля при нагреве заготовки индукционным способом играет существенную роль при разработке технологии нагрева и проектировании индукционной установки. Рассмотрен комплекс факторов, влияющих на качество нагрева цилиндрических немагнитных заготовок в индукторах. Для достижения минимального температурного перепада по диаметру и длине заготовки во время нагрева используют различные каналы оптимизации конструкции и режимов нагрева. Они включают выбор частоты, необходимой мощности и времени нагрева, активные и пассивные средства пространственного регулирования распределения источников теплоты. Наиболее известными средствами регулирования температуры по длине заготовки являются краевые эффекты индуктора и загрузки, кольца Фарадея, дополнительные катушки на концах индуктора, магнитные концентраторы и т. д. Они влияют на распределение мощности по длине заготовки и собственно на распределение температурного поля. Разработана автоматическая процедура оптимизации режима и конструкции индукционного нагревателя. Численное моделирование является неотъемлемой частью проектирования оборудования и разработки технологии индукционного нагрева. В статье представлен пример расчета электромагнитного и температурного поля при оптимальном нагреве заготовки из циркония в индукционном нагревателе периодического действия. Статья подготовлена в рамках государственной работы «Организация проведения научных исследований» базовой части государственного задания Минобрнауки России (задание № 2014/187). |
Ключевые слова | Индукционный нагрев, оптимальное управление, метод электромагнитной обработки, немагнитные сплавы, прецизионный нагрев, плавка, титановые сплавы, циркониевые сплавы |
Библиографический список | 1. Демидович В. Б., Чмиленко Ф. В. Компьютерное моделирование устройств индукционного нагрева. — СПб. : Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013. — 160 с. 7. Acero J., Burdio J. M., Carretero C., Alonso R. Quantitative evaluation of induction efficiency in domestic induction heating applications // IEEE Transactions on Magnetics. 2013. Vol. 49, No. 4. P. 1382–1389. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |