熱鍛模具鋼金屬毛坯鍛前加熱的目的是進步金屬塑性、下降變形抗力、使之易于活動成形并獲得杰出的鍛后組織。故鍛前加熱對進步鑄造生產(chǎn)率,保證鍛件質(zhì)量以及節(jié)約能源消耗等都有直接影響。按所選用的熱源不同,金屬毛坯的加熱方法可分為火焰加熱與電加熱兩大類。
火焰加熱
火焰加熱是使用燃料(煤、焦炭、重油、柴油和煤氣)在火焰加熱爐內(nèi)焚燒發(fā)生含有大量熱能的高溫氣體(火焰),經(jīng)過對流、輻射把熱能傳給毛坯外表,再由外表向中心熱傳導(dǎo)而使金屬毛坯加熱。
在加熱溫度低于600~700℃時,毛坯加熱主要是靠對流傳熱。所謂對流傳熱,是經(jīng)過火焰在毛坯四周不斷活動,憑借高溫氣體與毛坯外表的熱交換,把熱能傳給金屬毛坯。當(dāng)加熱溫度超過700~800℃時,毛坯加熱則以輻射傳熱為主。所謂輻射傳熱,是經(jīng)過高溫氣體與爐膛將熱能改變?yōu)檩椛淠埽噪娢⒉ǚ绞絺鞑サ妮椛淠鼙唤饘倜魑蘸?,再由輻射能改變成為熱能而使毛坯加熱。一般一般鑄造加熱爐在高溫加熱時,輻射傳熱占90%以上,對流傳熱只占8%~10%。
火焰加熱方法的長處是燃料來源便利,爐子修造簡略,加熱費用較低,對毛坯的適應(yīng)規(guī)模廣。但勞動條件差,加熱速度慢,效率低,加熱質(zhì)量難于操控等。這種加熱方法廣泛用于各種毛坯的加熱。
電加熱
電加熱是經(jīng)過把電能改變?yōu)闊崮軄砑訜峤饘倜?。其中有感?yīng)電加熱、觸摸電加熱、電阻爐加熱和鹽浴爐加熱等。
1.感應(yīng)電加熱
在感應(yīng)器通入交變電流發(fā)生的交變磁場作用下,金屬毛坯內(nèi)部發(fā)生交變渦流。因為渦流和磁化發(fā)熱(磁性改變點以下),便直接將金屬毛坯加熱。
毛坯進行感應(yīng)電加熱時,內(nèi)部發(fā)生的電流密度沿斷面分布是不均勻的,中心電流密度小,表層電流密度大,這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。由此表層金屬主要是因電流經(jīng)過而被加熱,心部金屬則靠外層熱量向內(nèi)傳導(dǎo)加熱。對于大直徑的毛坯,為了進步加熱速度,應(yīng)選用較低電流頻率,以增大電流透入深度;而對小直徑的毛坯,因為截面尺度較小,可選用較高電流頻率,這樣可以進步電效率。
2.觸摸電加熱
觸摸電加熱的原理是以低壓大電流直接通人金屬毛坯,因為金屬存在必定電阻,電流經(jīng)過就會發(fā)生熱量,從而使之加熱。
對于必定尺度的毛坯,要加熱到規(guī)則的溫度,則需發(fā)生必定的熱量。而一般金屬的電阻值比較小,為進步生產(chǎn)率和縮短加熱時刻,必需以大電流通入毛坯。為了避免短路,常采納下降電壓的辦法,以得到低電壓的大電流。所以,觸摸電加熱用的變壓器副端空載電壓只要2~15V。
觸摸電加熱的特點是:加熱速度快,金屬燒損少,加熱溫度規(guī)模不受約束,熱效率高,耗電少,成本低,設(shè)備簡略,操作便利。但毛坯的外表粗糙度和形狀尺度要求嚴(yán)格,特別是毛坯的端部必須規(guī)整,不得發(fā)生畸變。此外,加熱溫度的丈量和操控也比較困難。適用于長毛坯的整體或局部加熱。
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