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《锻造工艺及模具技术》考试复习绪论一、锻造加工金属零件的优势1. 锻造的定义锻造——借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属零件的方法2. 特点：生产率高，锻件形状尺寸稳定、加工余量少，能消除内部缺陷和提高综合力学性能。
3. 优势：锻件韧性高、金属纤维组织合理、性能与内在质量稳定。
二、锻造方法分类、作用、应用范围分类：自由锻、模锻、特种锻。
作用：提高生产率，降低成本，提高质量。
应用范围：汽车、飞机、重机等有质量与特殊性能要求的零件。
第一章锻造用材料锻造用材料：主要有碳素钢、合金钢、有色金属及其合金按加工状态分：钢锭（大型锻件），轧材、挤压棒材和锻坯（中小型锻件）1.1 锻造用钢锭与型材钢锭主要缺陷：偏析——成分与杂质分布不均匀现象夹杂——不溶于金属机体的非金属化合物（非金属夹杂物）气体——残留在钢锭内部或表皮下形成的气泡缩孔和疏松——钢液冷凝收缩形成的收缩空洞、晶间空隙和气体析出的孔隙溅疤——浇注时钢液冲击模底飞溅并附着在模壁上的溅珠，与钢锭不能凝固成一体形成的疤痕锻造工艺在很大程度上可以消除上述缺陷，提高其综合力学性能。
型材主要缺陷：表面缺陷——划痕、折叠、发状裂纹、结疤、粗晶环等内部缺陷——碳化物偏析、非金属夹杂、白点等上述表面缺陷应在锻前去除，内部缺陷则应避免。
第二章锻前加热2.1 锻前加热的目的及方法目的：提高金属塑性，降低变形抗力，增加可锻性，使金属易于流动成型，使锻件获得良好的锻后组织与力学性能。
方法：1. 燃料（火焰）加热利用固体（煤、焦炭）、液体（重油、柴油）或气体（煤气、天然气）等燃料燃烧产生的热能加热。
燃料在燃烧炉内通过高温炉汽对流（650゜C ）、炉围辐射（650～1000゜C ）、炉底传导（1000゜C 以上）等方式使金属锻坯获得热量而被加热。
2. 电加热将电能转换成热能对锻坯加热。
加热方式：1）电阻加热（1）电阻炉：利用电流通过电热体产生热量加热（P14图2-1）（2）接触电加热：坯料接入电路利用自身电阻产生热量加热（P15图2-2）（3）盐浴炉加热：通过盐液导电产生热量加热（P15图2-3）2）感应加热感应器通入交变电流产生交变磁场，置于感应器中的锻坯内产生交变电势并形成交变涡流，进而通过锻坯的电阻产生的涡流发热和磁滞损失发热加热锻坯。
高频感应加热设备是目前对金属材料加热效率较高、速度较快,低耗节能环保型的感应加热设备。
高频感应加热设备主要运用于热处理行业、焊接行业、锻压行业。
一．热处理行业：
1．五金工具高频淬火热处理，如；虎钳、锤、大力钳、扳手。
2．各种汽、摩配高频淬火热处理，如：曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、变速箱内的各种齿轮、各种拔叉、各种花键轴、传动半轴、各种小轴、曲柄销、各种摇臂、摇臂轴等高频淬火热处理。
3．液压元件，如：柱塞泵的柱塞、转子泵的转子、各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等高频淬火热处理。
4．各种电动工具齿轮、轴的高频淬火热处理。
5．各种木工工具，如：斧头、刨刀等热处理。
二．焊接行业：
1．各种车刀、刨刀、铣刀等机加工刃具的焊接。
2．各种金钢石工具的焊接，如：金钢石锯片、金钢石钻具的焊接。
3．各种一字型钎头、柱齿钎头、燕型煤钻头、铆杆钻头。
4．各种采煤机截齿的焊接、各种掘机截齿的焊接。
5．各种机械用刀具的焊接。
三．锻压行业：
1．各种标准件，非标准件的热墩。
2．钳子、扳手等五金工具的锻前加热等。
3．钎具、钎尾尾柄、锥体、钎头锻造等。
以上就是成都金科智电子有限公司为大家介绍的高频感应加热设备应用于哪些行业的相关内容，希望对大家有所帮助！。
锻压部分目录第一节锻压概述(指导人员用) (2)一、锻压概念 (2)二、锻造对零件力学性的影响 (2)第二节金属的加热与锻件的冷却 (4)一、金属的加热 (4)二、锻件的冷却 (8)三、锻件的热处理 (8)第三节自由锻造 (9)一、自由锻的特点 (9)二、自由锻的基本工序 (9)第四节模型锻造 (16)一、模锻 (16)二、胎模锻 (16)第五节板料冲压 (18)一、冲压生产概述 (18)二、板料冲压的主要工序 (18)三、冲压主要设备 (19)第六节自由锻造的工具和设备(实践操作用) (22)一、机器自由锻及其设备 (22)二、手工自由锻 (25)锻造实习安全技术守则 (27)第一节 锻压概述（指导人员用）一、锻压概念锻压是在外力作用下使金属材料产生塑性变形，从而获得具有一定形状和尺寸的毛坯或零件的加工方法。
它是机械制造中的重要加工方法。
锻压包括锻造和冲压。
锻造又可分为自由锻造和模型锻造两种方式。
自由锻还可分为手工锻和机器锻两种。
用于锻压的材料应具有良好的塑性，以便锻压时产生较大的塑性变形而不致被破坏。
在常用的金属材料中，铸铁无论是在常温或加热状态下，其塑性都很差，不能锻压。
低中碳钢、铝、铜等有良好的塑性，可以锻压。
在生产中，不同成分的钢材应分别存放，以防用错。
在锻压车间里，常用火花鉴别法来确定钢的大致成分。
锻造生产的工艺过程为：下料—加热—锻造—热处理—检验。
在锻造中、小型锻件时，常以经过轧制的圆钢或方钢为原材料，用锯床、剪床或其它切割方法将原材料切成一定长度，送至加热炉中加热到一定温度后，在锻锤或压力机进行锻造。
塑性好、尺寸小的锻件，锻后可堆放在干燥的地面冷却；塑性差、尺寸大的锻件、应在灰砂或一定温度的炉子中缓慢冷却，以防变形或裂缝。
多数锻件锻后要进行退火或正火热处理，以消除锻件中内的应力和改善金属组织。
热处理后的锻件，有的要进行清理，去除表面油垢及氧化皮，以便检查表面缺陷。
锻件毛坯经质量检查合格后要进行机械加工。
锻压工业中的感应加热之五钢蓝脆下料、温锻感应加热及感应器的设计与参数计算李韵豪5-1钢蓝脆下料、温锻的感应加热钢在感应加热冷态规范的温度范围，正好是蓝脆下料和温锻的温度段。
以45钢为例，它在不同温度时的力学性能变化：抗拉强度σb从室温到300℃略有下降，在300～450℃之间，出现上升峰值，这一区间即为蓝脆区。
过了蓝脆区下降较为剧烈：650℃时σb约为200MPa，到800℃约为100Mpa，塑性指标明显上升。
低碳钢、中碳钢、低合金钢和轴承钢等都有蓝脆现象，其中，低碳钢、中碳钢的蓝脆区一般在300～450℃，合金结构钢在300℃左右。
将棒料加热到蓝脆区，可以得到较为匀整的剖切面，即所谓蓝脆下料，这是锻压工厂常用的下料手段。
温锻的变形温度一般在室温与热锻温度之间。
黑色金属温锻温度范围一般为200～850℃。
钢坯料典型的温锻温度见下表表5-1 钢坯料典型温锻温度钢在冷态规范条件下，它的电阻率、相对磁导率等与热态规范有较大差异（详见2-1节）因此，感应加热时的电流频率、感应器的效率、加热时间的确定，以及参数计算等都与热态规范不同。
钢感应加热的中间规范是冷态规范到热态规范的中间过渡阶段，在这个阶段它同时存在两个截然分开的金属层：表面层（即所谓的有效加热层）为热态，与表面层相邻的一层仍为冷态。
中间规范的计算用于表面淬火。
对锻造感应透热而言，中间规范是一个过渡过程，因此，一般不就中间规范进行讨论。
5-2 冷态规范钢的平均电阻率ρ2和相对磁导率μr1、平均电阻率ρ2平均电阻率ρ2是指钢从初始温度（20℃）到始锻温度各点的电阻率的积分平均值。
在工程上，可由始锻温度之前的若干点温度之和并除以点数作为它的平均电阻率。
表5-2 几种钢的电阻率与温度的关系（×10-6Ωm）Cr0.91 Ni”其蓝脆下料温度定为400℃，可将20℃、100℃、200℃、400℃的电阻率的算术平均值求出，近似作为加热到400℃时的积分平均值。
ρ2=(0.280+0.325+0.395+0.572)×10-6/4 =0.393×10-6 (Ωm)这种钢的温锻温度为700℃，用同样方法可求出:ρ2=0.564×10-6（Ωm）图5-1钢在初始温度到居里温度之间平均电阻率的近似值如果某种钢各温度点的电阻率无法知道，可以用更近似的办法：将钢在初始温度（20℃）时的平均电阻率ρ2取0.2×10-6（Ωm），650℃时的平均电阻率取0.6×10-6Ωm。
从初始温度到居里温度的温度值与其平均电阻率的关系曲线可以认为是线性的。
通过查图5-1即可得到初始温度到居里温度的平均电阻率ρ2值。
经验表明，这种近似虽然对感应器效率和功率因数的计算数据有一定影响，但不会影响感应器参数计算的精度。
2、相对磁导率μr感应加热过程中的相对磁导率是一个很复杂的变量。
为了确定磁导率，必须参考钢的磁化曲线B=f （H）。
通常感应加热的磁场强度H＞4×104A/m，当H＞4×103A/m时，各种钢的磁化曲线彼此之间差别就已经很小，这样就有可能编制出平均磁化曲1 —— B=f（H）2、3、4 ——H2rμ= f（H）（三条曲线分别将H2rμ值乘以109、1010、1011）5 ——μ= f（H）图5-2钢的平均磁化曲线线B=f（H）、μ= f（H）和H2rμ= f（H），曲线如图5-2。
H2rμ=3.67×102 P0/f2ρ（5-1）其中：H——磁场强度的有效值（A/m）B ——按磁场强度的有效值，在磁化曲线上找到的磁感应强度（特斯拉，简称特）P0——单位功率（w/m2）ρ2——平均电阻率（Ωm）f ——频率（Hz）相对磁导率确定的步骤：①求单位功率P0P0=P2/（πD2a2）（w/m2）（5-2）P2——坯料中的总功率（w）a2——坯料在感应器中的长度（m）D2——坯料直径（m）②由式（5-1）求H2rμ值。
③根据纵座标上H2rμ值，找出对应曲线，在横座标上查得：H④再根据式（5-1）求出μr 。
5-3 钢冷态规范的电流频率、加热时间1、频率的选择 按式（2-3）2226103D r μρ⨯≤f ≤2226106D r μρ⨯ 将钢在冷态规范的平均电阻率ρ2和相对磁导率μr 代入上式即可求出频率。
按照上式确定的频率在进行感应器参数设计的时候会遇到以下问题：按较低的频率计算出来的感应器匝数密度较高，为了在一定长度内将这些线圈匝数排布开，可以采用中频变压器将晶闸管变频器的中频电压降低、由电感线圈分压，或者采用多层线圈的方案。
但工程上往往通过适当提高频率，使计算出的线圈匝数能排布开。
由于频率的提高会造成加热时间的延长（感应器的长度也要延长），由于处于冷态，因感应器长度增加带来的热损的影响还是可以容忍的。
2、功率的确定 由式2-14P=ηTP =()tGT T c ·0η- 其中：c —— 坯料的平均比热容。
单位：KJkg -1℃-1表5-3 钢在不同温度的热容例如，钢（0.3%C ）在650℃时的热容为379KJkg -1，平均比热容C 为：379/650=0.583(KJkg -1℃-1)T －T 0 —— 始锻温度与初温（20℃）之差 G —— 坯料质量（kg ） T —— 节拍（S ）η —— 钢在冷态规范时的感应加热的总效率η=0.80-0.92，其中电效率ηu 为0.90～0.95，热效率为ηt 为0.90～0.96。
3、最短加热时间的确定 ① 钢的导温系数钢的热态规范（通常加热到1200～1300℃）的导温系数是取800℃时的参数作为平均值，α取6.4×10-6m 2/s 。
钢在冷态规范的导温系数的平均值可由下表求出。
表5-4 钢的导温系数（×10-6m 2/s ）将一些常用碳钢、低合金结构钢初温到居里温度的导温系数的平均值再求一次算术平均值，取8.5×10-6（m 2/s ）作为钢在冷态规范时的导温系数。
②钢冷态规范最短加热时间简化公式的推导 按由初始温度加热到居里温度、心表温差 ΔT=50℃时来核算：α=1-Δ2/R 2 令Δ2=0，α=1 查图2-3 S （1，1）=0.125 S （1，0）=-0.125将α=1、S （1，1）=0.125、S （1，0）=-0.125 代入式（2-17）得， τ=150650650)125.0(50650650125.0---⨯--=3.125 在冷态及中间状态时运用式（2-17）时，我们没有像在热态规范时将心表温差乘以2，这是因为冷态时不必考虑热量向周围空间散热这一因素。
将τ、D 2、Δ2、a 代入式（2-15） t k = ()aD 4222∆-τ=9.2×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-3） 取a=8.5×10-6m 2/s 同样，可得： ΔT=100℃t k = 4.4×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-4） ΔT=150℃t k = 2.8×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-5） 依照经验，钢冷态规范，变匝距感应加热最短时间的简化计算公式：ΔT=50℃t k =3.9×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-6） ΔT=100℃t k =1.9×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-7） ΔT=150℃t k =1.4×104（D 2-Δ2）2（s ） （5-8）5-4 冷态规范螺线管感应器的参数计算*冷态规范感应器设计思路：求出ρ2、μr其中：r 2=1.3711a D π×21∆ρ、X 2m = 37.12r。
其余部分的计算与热态规范相同。
例：内燃机的活塞销温挤压成形坯料加热的感应器由两部分组成，第一部分将坯料的表面温度由初始温度加热至80～120℃，取100℃，坯料出感应器，马上进入商业水基石墨润滑剂槽内，使每只坯料表面浸涂0.5g 左右的润滑剂，再进入第二部分感应器内继续加热至温挤压温度，加热好的坯料送入压力机中温挤压成形。
坯料材质：20Cr ；坯料规格：υ45.5×66；质量：0.842kg ；挤压温度：650±10℃，加热节拍：5s ；心表温差：≤30℃。
计算步骤如下：1、ρ2和μr 的确定及最短加热时间的计算 ①坯料的平均电阻率ρ2 查图5-1，ρ2=0.58×10-6Ωm ②相对磁导率μr首先计算坯料中的总功率P 2 坯料加热的平均有效功率P TP T = C ΔT G/t=0.583×[（100-20）+（650-80）]×0.842/5 =63.815kW通过感应器的隔热层损失的功率ΔP T ΔP T =311ln36002D D a ⨯λπ(T 2-T 1)=5.059kWλ —— 高铝硅酸铝纤维的导热系数，取λ=0.83KJ/m ℃hT 2 —— 炉衬内表面温度，近似等于温挤压温度，T 2=650℃。
T 1 —— 炉衬外表面温度，近似等于感应器线圈温度，T 1=60℃D 1 ——感应器线圈内径。
D 1=0.09m D 3 ——炉衬内径。
D 3=0.06ma 11 ——坯料由初始温度加热至表面达到100℃的感应器长度,设a 11=0.4ma 12 ——坯料由80℃升温到温挤压温度的感应器长度,设a 12=2.0ma 1 ——感应器长度, a 1= a 11+a 12=0.4+2.0=2.4m P 2=P T +ΔP T =63.815+5.059=68.874kW ηt = P T /P 2=0.927 求单位功率P 0P 0=222a D P π=4.20455.010874.683⨯⨯⨯π=20.1×104 W a 2 ——感应器内坯料的总长度（m ） `* 本文中感应器参数设计举例的计算由王新、王海燕同志完成。
H2r μ=3.67×102×fp 20ρ=1.97×109H=0.19×105（A/m ）μr =30求单位功率时，坯料在感应器内的长度a 2尚未确定，这时，可先根据经验预设，等求出μr 、△2后，再根据最短加热时间公式求出a 2值，用a 2值重新核算μr 。
③电流透入深度△2△2=503f r μρ2=5032400301058.06⨯⨯-=0.0014 m 取f=2400Hz ④最短加热时间T k =9.2×104（D 2-△2）2=180s感应器内坯料件数n=t k /t=180/5=36（件） 如果用连续式加热，有：a 1=a 2=a 2＇n=0.066×36=2.376m ≈2.4m 将a 1=2.4m 分为2段，第1段a 11用于初始温度加热至100℃，第2段a 12用于从80℃到挤压温度650℃（石墨润滑剂槽内降至80℃）。
