Verglichen mit der herkömmlichen Erwärmung hat die Induktionserwärmung viele Vorteile, wie z. usw. Aus der Sicht der Materialien haben Aluminiumlegierungen und andere Nichteisenmetall-Induktionsheizungen eine kurze Heizzeit, eine dünne Metalloxidschicht, eine gleichzeitige Oberflächen- und Innentemperatur, eine einfache kurze Zeit, um die Temperaturdifferenztabelle zu reduzieren; Der Temperaturgradient kann für isotherme Extrusion realisiert werden. Jeder Knüppel hat die gleiche Heizzeit und -temperatur und eine hohe Konstanz der Knüppelleistung. Daher ist die Verbesserung der Induktionserwärmungstechnologie für Nichteisenmetalle von großer Bedeutung für die Nichteisenmetallindustrie.
Reibungsfreie Block-Gradientenheizung
Die Inductotherm Group verfügt über ein patentiertes Gradientenheizsystem für Knüppel ohne Reibung, das eine reibungsfreie Gradientenerwärmung von Knüppeln aus Aluminiumlegierungen mit großem Durchmesser realisieren kann.
Mittels speziell entwickelter Be- und Entladesysteme kann ein Aluminiumlegierungsrohling mit großem Durchmesser Oberflächenabrieb vermeiden, der durch Reibung während des Beladens, Erhitzens und Entladens verursacht wird. Gleichzeitig werden eine Mehrmodul-Trennwandsteuerung und eine Temperatursteuerung übernommen, um eine statische Gradientenheizung in der Rohlingslängenrichtung zu realisieren. Der Temperaturgradient pro 100 mm Länge kann 15℃ erreichen, und die Temperaturregelung ist genau, wie in Abbildung 7 gezeigt.
Dynamische Gradientenerwärmung von Knüppeln
Die dynamische Gradientenerwärmung des Knüppels kann durch eine Mehrzonensteuerung und ein vernünftiges mehrschichtiges Spulendesign realisiert werden. Gradientenerwärmung von Barren aus Aluminiumlegierung durch Mehrzonensteuerung kann eine isotherme Extrusion realisieren, die Erwärmungszeit von Barren verkürzen und Grobkorn vermeiden. Andererseits kann es auch die Ausscheidung von Mg2Si reduzieren und die Extrusionsleistung und Produktqualität des Knüppels verbessern.
Die einzigartigen physikalischen Eigenschaften und Anforderungen an die Temperaturgleichmäßigkeit von Nichteisenmetallen sollten bei der Auswahl geeigneter Prozessparameter für die Induktionserwärmung berücksichtigt werden. Sowohl die dichten Flusslinien auf der Knüppeloberfläche als auch der potenziell große Temperaturgradient im Material können zu lokaler Überhitzung führen, was zu thermischen Spannungen und Rissbildung führt. Bei den meisten Anwendungen der Induktionserwärmung in der NE-Metallumformung geht es vor allem darum, eine bestimmte Temperatur und Temperaturgleichmäßigkeit zu erreichen, dh die maximal zulässige Temperaturdifferenz in radialer oder Längsrichtung bzw. innerhalb des Rohlingsvolumens. Die Forschung zeigt, dass Konvektionsverlust die Hauptform des Wärmeverlusts bei Induktionserwärmungsanwendungen bei niedrigeren Temperaturen ist. Im Vergleich zu anderen metallischen Werkstoffen mit schlechter Wärmeleitfähigkeit erleichtern diese Anwendungen das Erreichen einer gleichmäßigen Temperatur von Knüppeloberfläche und -kern. Für die Prozessoptimierung ist es von großer Bedeutung, den Erwärmungsprozess von Nichteisenmetallen am Computer zu simulieren, um die beste Stromversorgungskonfiguration und die besten Prozessparameter zu erhalten.
Zur Formulierung von Optimierungsproblemen kann die alternative Methode der Optimal Control Theory angewendet werden. Dies ist eine leistungsstarke Methode zum Entwerfen effektiver Induktionssysteme und zum Entwickeln von Formulierungen zur Prozesssteuerung. Das Verfahren und die Berechnungstechniken basieren auf spezifischen Eigenschaften, die den transienten Wärmeübertragungsprozess während der Induktionserwärmung steuern. Am Ende des optimalen Regelprozesses sind die allgemeinen Eigenschaften der Temperaturverteilung im erhitzten Knüppel eingestellt. Diese Merkmale haben eine eindeutige physikalische Bedeutung und ihre strengen mathematischen Beweise wurden von Gelehrten im Detail untersucht.
Optimierungsdesign und -steuerung bieten ein neues Werkzeug für praktische, kostengünstige Induktionserwärmungsprozesse mit erheblichen Vorteilen gegenüber anderen bekannten Verfahren. Erstens ist es stark problemorientiert und berücksichtigt alle grundlegenden physikalischen Eigenschaften optimierter Ansaugsysteme. Darüber hinaus kann die Anzahl der Aufrufe von Feldanalysemodulen und objektiven Funktionsauswertungen erheblich reduziert werden.
Die Inductotherm Group hat Dutzende von Induktionserwärmungsanlagen für die Schmiedeerwärmung verwandter Aluminium- und Magnesium-Nichteisenwerkstoffe bereitgestellt. In China verwendet die überwiegende Mehrheit der Unternehmen aufgrund des Mangels an relevanter Forschung zur Induktionserwärmung für Nichteisenmetalle immer noch den traditionellen Ofen zum Erhitzen vor dem Schmieden, aber immer mehr Unternehmen erforschen auch aktiv die Verwendung der Induktionserwärmung von Aluminium und Magnesiumlegierungsmaterialien. Diese Studie wird teilweise vom Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation unterstützt (für das Regierungsvertragsprojekt, №10.3260.2017).
Walzenabschrecken durch Induktionserwärmung
Wirkung der Walzenabschreckung durch Induktionserwärmung
