感應熱處理技術與設備的發展

　　感應加熱電源的發展

　　1.晶閘管（SCR）中頻電源

　　早期感應加熱電源是機械式中頻發電機，電效率低，為70%～75%，已被逐步淘汰出感應加熱范圍，取而代之的是晶閘管中頻電源（也稱可控硅中頻電源）。晶閘管電源頻率在2.5～8kHz，適用范圍大大擴展。90年代初完全成熟，某些技術指標已經達到國際先進水平。它與機械式中頻電源相比優點是體積小、重量輕，無機械運動，噪聲小，能瞬時啟動和停機，頻率在工件運行中自動跟蹤；缺點是過載能力低，故障率高，價格較高。

　　2.電子管高頻電源

　　電子管高頻電源調諧簡單，使用方便，盡管頻率高，應用范圍還是較寬的。缺點為電效率低，約為50%；工作電壓太高，安 全性差。

　　3.晶體管超 高頻和高頻電源

　　90年代后，晶體管高頻電源（SIT高頻電源、MOS FET高頻電源、IGBT超音頻電源等）開始研發。

　　靜態感應晶體管SIT(Static Induction Transistor)實際上是一種結型場效應晶體管。SIT靜電感應晶體管電源，集大電流、高耐壓和高頻特性于一體，但由于SIT電源單管功率小等缺點很難克服，國外公司已經停止研發和生產，國內已生產幾十臺，因備件缺乏，已經逐漸報廢。

　　MOSFET（場效應晶體管電路）是一種電壓型高頻多數載流子器件， 國內晶體管MOSFET高頻電源f =50～200kHz已能生產，功率達200kW。

　　IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)絕緣柵雙極晶體管是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。我國在90年開發成功IGBT超音頻電源，目前國產IGBT電源已很成熟，頻率可達到幾百千赫茲。

　　感應熱處理設備的技術進步

　　感應熱處理設備中淬火機床也是重要方面。近十年來，大型汽車公司和規模較大的汽車廠，不斷采購性能可靠、技術先進的淬火機床，這為國內感應熱處理設備企業提供了一個技術提升的重要商機。經過頑強努，淬火機床有了巨大的進步。

　?。?）傳動系統使用伺服電動機、滾珠絲杠副等機械裝置，使工作行程速度穩定可靠，定位精度提高，一般公差不超過0.03mm。

　?。?）采用C N C系統控制編程與操作簡便，LED觸摸屏可顯示和監控所有CNC參數、加工程序及工藝參數，并具有故障診斷與報警功能。

　?。?）感應加熱過程的能量監控。感應加熱過程的控制一直存在很多難點，保溫、測溫難，測溫大多采用紅外線測溫儀，工件加熱過程也是用操作者的經驗來判斷。能量監控器可以自動控制加熱過程，調整參數，完成表面淬火過程。能量監控器的工作原理是：每種零件經過工藝試驗，確定將其加熱到淬火溫度需要多少能量(kW/s)，將這個能量值設定，電壓低時加熱時間自動延長，電壓高時加熱時間自動縮短，以保持加熱能量恒定。淬火加熱的能量達到了設定值時，設備自動停止加熱，從而保證加熱質量和淬火質量的一致性。