加工设备基础-复习.ppt

材料加工设备基础 按工作温度分类 低温炉：≤650℃ 中温炉：650~1000℃ 高温炉：1000℃ 按炉膛介质分类 自然介质炉 浴炉(盐浴炉) 可控气氛炉 真空炉 浴炉：利用液体介质加热或冷却工件的一种热处理炉。 浴炉的介质 熔盐 BaCl2、KCl、NaCl、NaNO3、KNO3 熔融金属或合金 熔碱 油 外热式浴炉：将热源放置在介质的外部，间接将介质熔化并加热到工作温度。 构成：炉体＋坩锅 坩锅：耐热钢、低碳钢、不锈钢焊接或耐热钢、铸铁铸造而成。 内热式浴炉：将热源放置在介质的内部，直接将介质熔化并加热到工作温度。 分类（工作原理） 电极式 插入式和埋入式 辐射管式 一、插入式电极盐 浴炉 1、结构和工作原理 电极从坩锅上方垂直插入熔盐，通入低电压（6~17.5V）大电流（几千安培）的交流电，由熔盐电阻热效应，将熔盐加热到工作温度。 二、埋入式电极盐浴炉 1、结构和工作原理 将电极埋入浴槽砌体，只让电极工作面接触熔盐，在浴面上无电极。根据电极位置不同分为侧埋式和顶埋式电极盐浴炉。 浴槽－耐火砖砌成或用耐火混凝土制成 优点 有效面积大，生产率提高，热效率高，节能25~ 30％； 炉温相对均匀，介质流动性好； 电极不接触空气，寿命长； 工件接触电极可能性小，废品率低。 缺点 砌体与电极一体，不能单独更换电极，电极损坏时，浴槽也要相应更换，对于高温炉，则插入电极优势大； 形状复杂，不易焊接，砌体麻烦； 电极间尺寸不能调节，电极形状、尺寸、布置要求高，功率不可调。 随着科学技术的发展，表面热处理技术得到了广泛的应用。表面热处理可以提高产品质量，缩短生产周期和改善劳动条件，提高生产组织水平。目前应用最广泛的表面热处理是感应热处理，它可应用于淬火、回火、正火、调质、透热等，适用于机械化大生产，可通过计算机控制实现无人操作。 一、感应加热的基本原理 感应加热的物理基础 感应加热的物理过程 感应加热开始时，工件处于室温，电流透入深度很小，仅在此薄层内进行加热。 温度超过A2点后，表面由铁磁性变为顺磁性，表面电流密度下降，而在紧靠顺磁体层的铁磁体处，电流密度剧增，此处迅速被加热，温度也很快升高。 由此，工件截面内最大密度的涡流由表面向心部逐渐推移，同时自表面向心部依次加热。这种加热方式称为透入式加热。 与此同时，由于热传导的作用，热量向工件内部传递，加热层厚度增厚，这时工件内部的加热和普通加热相同，称为传导式加热。 三、中高频感应加热设备中电流的特点 1、集肤效应 定义：当交变电流通过施感导体时，导体的表面的电流密度最大，越向导体内部电流密度越小，这种现象称集肤效应(或称表面效应)。 电流的频率越高，集肤效应越显著。 2、临近效应 定义：当两个载有高频电流的导体彼此相距很近时，每个导体内的电流将重新分布。如果两个导体中电流方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面，如果两个导体中电流方向相反，则最大电流密度将出现在两导体相邻的一面。这种电流向一侧集中的现象叫临近效应。 导体内电流的频率越高，邻近效应越明显。 3、圆环效应 定义：当高频电流流过环形导体时，电流在导体横截面上的分布将发生变化，此时电流仅仅集中在圆环的内侧，这种现象叫圆环效应。 圆环的曲率半径越小，径向宽度越大，圆环效应也越明显； 电流的频率越大，圆环效应也越显著。 4、尖角效应 定义：当用感应器加热不规则形状工件表面时，工件的尖角部位的加热强度远较其它光滑平坦部位强烈，往往会造成过热(例如，齿轮的齿顶部位)，这种现象称做尖角效应。 尖角效应是由于磁力线易于在尖角处集中，感应涡流较强的缘故。 为了克服这一现象，在设计形状不规则的工件时，应适当加大尖角或凸出部位与感应器之间的间隙。 §1.6 可控气氛热处理炉 概 述 可控气氛炉加热的基本原理 可控气氛的种类与制备 可控气氛的碳势与氧势控制 连续铸造设备 连续铸造的分类 连铸机机型及其特点 连铸机的主要设备 1—立式连铸机；2—立弯式连铸机；3—直结晶器多点弯曲连铸机 4—直结晶器弧形连铸机；5—弧形连铸机； 6—多半径弧形（椭圆形）连铸机；7—水平式连铸机 立式连铸机从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上。 立弯式连铸机 立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机型，是在立式连铸机基础上发展起来的。 立弯式连铸机上部与立式连铸机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将铸坯顶弯90℃，在水平方向切割出坯，它主要适用于小断面铸坯的浇铸。 弧形连铸机是世界各国应用最多的一种机型。弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/4圆周弧线上； 铸坯在1