Индукционный нагреватель Советский патент 1992 года по МПК C21D1/42 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для термической обработки металлов и может быть применено при нагреве изделий токами высокой частоты.

Известен индукционный нагреватель (индуктор), содержащий корпус с закрепленным на нем ленточками индуктором и магнитопровод, который выполнен в виде огибающей индуктор эластичной камеры, заполненной магнитной жидкостью.

Наиболее близким к предлагаемому является индукционный нагреватель, состоящий из токопровода, выполненного из частиц магнитного материала, расположенного в немагнитном материале.

Известное решение дает возможность фиксировать магнитопроводом точную копию индуктирующего провода и любой формы отдельного участка нагреваемого изделия, что позволяет повысить качество нагрева. Однако недостатком является то, что при нагреве разных участков изделий со сложной геометрической поверхностью часто необходимо иметь несколько магнито- проводов разной формы. Изготовление

магнитопроводов по известному решению требует наличие большого количества индукторов. При термообработке изделий сложной геометрической поверхности, не повторяющейся от изделия к изделию, перестановка индуктора требует определенного времени, что снижает производительность технологического процесса.

Цель изобретения - расширение номенклатуры обрабатываемых изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в индукционном нагревателе, содержащем токопровод и установленный на нем маг ни- топровод, магнитопровод выполнен из бентонита с ферритовым порошком и с размещенным в нем армирующим элементом из сплава с эффектом памяти формы

На фиг.1 представлен индукционный Нагреватель, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З и 4 - различные формы магнитопроводов; на фиг.5 - нагреваемое изделие.

Индукционный нагреватель содержит токопровод 1, выполненный из медной трубки в соответствии с контуром изделия, индуктор крепится при помощи болтов 2.

сл

С

xj

4 vj СЯ

Магиитопровод 3, выполненный из бентонита 4, в котором помещен ферритовый порошок 5, внутри расположена проволочная арматура б из сплава нитёнол, Магнитопро- вод 3 крепится к токопроводу 1 болтом 7, Индуктор крепится к генератору при помощи медной пластины 8.

Индукционный нагреватель работает следующим образом.

Нагреваемое изделие помещают в центре (не показано) и совмещают с контуром индуктора исключают генератор. По достижении заданйой температуры нагрев прекращают, изделие перемещают в закалочную ванну (не показано). В процессе нагрева включают вибрацию с звуковой частотой, бентонит размягчается и к конце нагрева изделия нагревается арматура 6 и изменят форму магнитолровода 3. При удалении изделия 9 из зоны нагрева, прекращают вибрацию, бентонит застывает и фиксирует новую форму. Индуктор готов для нагрева другого изделия. В конце нагрева нового участка изделия операция настройки индуктора на новый участок повторяется

Магнитопровод изготавливают следующим образом.

В суспензию, представляющую коллоидный раствор бентонитовой глины, засыпают ферритовый порошок и создают сильный бар- ботаж сжатым воздухом. В процессе застывания коллоидного раствора в него помещают проволочную арматуру из сплава нитанол. обладающую эффектом термической памяти. Предварительно арматуру регулируют на различные диаметры нагреваемой детали. В холодном состоянии арматура имеет один диаметр, в горячем состоянии арматура при нимает другой диаметр. Арматура определяет форму магниТопровода.

Особенность заключается в том, что использование в качестве немагнитного непроводящего материала бентонита, обладающего эффектом тиксотропии (возможность быть как твердым телом, так и жидкостью с взаимным многократным переходом из одного состояния в другое), позволяет повысить производительность при настройке на изделие сложной геометрической формы. Переход из одного состояния е другое можно осуществлять вибрацией с ультразвуковой частотой, Бентонит можно привести в состояние определенной степени вязкости, при котором арматура в виде проволоки из сплава, обладающего эффектом термической памяти формы, имеет одну форму в горячем состоянии и другую форму в холодном состоянии. Арматура формирует необходимую форму бентонита в период, когда он находится в виде коллоидного рас- тАора.

При нагреве деталей со сложной геометрической поверхностью, когда нужно термически обработать две поверхности, отличающиеся по форме, вначале нагревают одну поверхность, потом индуктор подвергают вибрации, бентонит переходит из твердого состояния в жидкое, нагреваясь от нагретой поверхности изделия, изменяет свою форму, которая заранее создается по

0 форме поверхности, следующей за нагреваемой. В этот момент прекращается вибрация, бентонит застывает с готовой формой следующего участка обработки. Для восстановления первоначальной формы магнитопровода

5 в отсутствии детали создается вибрация, бентонит переходигв холодное состояние, а арматура при ко мнатной температуре воспринимает первоначальную форму, определяя форму магнитопровода, Бентонит за0 стывает и индуктор готов к работе.

Таким образом, одним индуктором можно осуществлять термическую обработку изделий со сложной геометрической поверхностью. При использовании известных индукци5 онных нагревателей необходимо использовать магнитопроводы разнообразной формы, что вызывает необходимость их монтажа, изготовления, хранения. Все это снижает производительность при нагреве.

0 Возможно магнитопровод создавать по участкам токопровода. при этом каждый участок должен соответствовать нагреваемой поверхности. Интенсивность нагрева можно регулировать путем изменения зоны

5 перекрытия токопровода магнитопроводом локально на участке нагреваемой поверхности путем изменения глубины вдавливания токопровода в оболочку бентонита, когда он находится в коллоидном состоянии. Глубину

0 нагрева детали можно регулировать на каждом участке по-разному.

Опробование известного и предлагаемого индукционных нагревателей осуществляли при нагреве валов ступенчатой формы

5 из стали 45. Нагрев осуществляли до температуры 880°С в течение 10с, закалку осуществляли в водном растворе сульфорицината. Отпуск вели при температуре 300°С в течение 1 ч. При использовании известного ин0 дукционного нагревателя приходилось при нагреве различных участков изделия менять магнитопровод, что приводит к снижению производительности при термообработке. Отпуск изделий проводили по мере их на5 копления после закалки, Сравнительный анализ показал, что за смену (8 ч) с исполь- зованием предлагаемого индукционного нагревателя обработали 850 шт., а с использованием известного индукционного нагревателя - 640 шт.

Таким образом, производительность при использовании предлагаемого индукционного нагревателя возросла в 1,3 раза.

Формула изобретения Индукционный нагреватель, содержамагнитопровод, отличающийся тем. что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий, магнитопровод вы- полне« из бентонита с ферритовым порошком и с размещенным в нем армирующим элементом из сплава с эффектом па

Сущность изобретения: индукционный нагреватель содержит токопровод и установленный на нем магнитопровод из бентонита с ферромагнитным порошком и с размещенным в нем армирующим элементом из сплава с эффектом памяти формы. Применение бентонита, имеющего возможность перехода в гелеобразное состояние под воздействием ультразвука, с армирующим элементом из сплава, обладающего эффектом памяти формы, обеспечивает обработку различных по диаметру изделий одним индуктором. 5 ил.

щий токопровод и установленный на нем мяти формы.

Фиг, 2

Физ.З

шгМ

Фиг 5