Нагрев осуществляется в специальных индукционных нагревателях. Индуктор является основным элементом высокочастотной нагревательной установки, во многом определяющим качество закалки и экономичность процесса. Можно выделить следующие типы индукторов: для внешних цилиндрических поверхностей, для плоских поверхностей, для внутренних цилиндрических поверхностей, индукторы для тел сложной формы.
Любой индуктор содержит индуктирующий провод, создающий магнитное поле, токопроводящие шины, контактные колодки для присоединения к закалочному трансформатору, устройство для подачи воды, охлаждающий индуктор и нагретую поверхность.
Различают два способа нагрева: одновременный и непрерывно-последовательный. При одновременном способе весь участок поверхности, подлежащий закалке, нагревается одним или несколькими неподвижными индукторами, а затем охлаждается закалочной жидкостью. При непрерывно-последовательном способе нагреваемая деталь перемещается относительно индуктора, нагреваясь за время нахождения в его магнитном поле до температуры закалки, после чего охлаждается в спрейерном устройстве. Ширина индуктирующего провода при нагреве всей детали или отдельного ее элемента берется примерно равной ширине нагреваемой зоны. Если нагревается участок детали, то ширина провода берется на 10-20% больше ширины участка, что позволяет компенсировать теплоотвод в соседние зоны и ослабление магнитного поля у краев индуктора.
Индукционный нагрев наиболее эффективно используют в условиях поточно-массового производства. Современное поточно-массовое производство, как правило, высокоавтоматизированное. Ручные операции сведены к минимуму. Поэтому при разработке конструкции индуктора необходимо анализировать также возможные схемы автоматизации установки детали в индуктор и передачи ее на следующие операции.
При нагреве кузнечных заготовок используются два способа установки и закрепления нагреваемых деталей:
тяжелые детали массой более 10 кг, а также детали, которые необходимо в процессе нагрева вращать, устанавливают на отдельных от индуктора приспособлениях;
легкие детали базируют непосредственно на элементах, специально пристраиваемых к индуктору, так как в этом случае обеспечивается, как
правило, большая точность взаимного расположения детали и индуктирующего провода.
Для повышения электрического к. п. д., а также cos ср зазор между индуктирующим проводом и нагреваемой поверхностью должен быть минимальным.
Все токоведущие элементы должны изготавливаться из меди - материала высокой электропроводности.
Особое внимание должно быть обращено на конструирование разъемных болтовых соединений токоведущих частей индуктора. Поверхности разъема должны быть тщательно обработаны. Для обеспечения хорошего контакта под головку болта и гайки должны быть положены шайбы увеличенной толщины и диаметра.
При прямом присоединении многовиткового индуктора к источнику тока каждый вывод индуктора следует присоединять по возможности одним болтом диаметром 16-20 мм или при помощи поворотной планки, прижимаемой одним таким же болтом. Если снимать и ставить индуктор рабочему удобно, упрощается зачистка контактных поверхностей между индуктором и понижающим трансформатором. Для сохранения постоянства режима работы необходимо в плановом порядке производить профилактическую зачистку контактов.
Охлаждение индуктора осуществляется следующим способом: в индукторах закалочная жидкость пропускается сквозь трубки, припаянные к токоведущим шинам и присоединительным колодкам, и далее через отверстия в индуктирующем проводе поступает на закаливаемую поверхность. Необходимо, чтобы трубки и полости для подачи закалочной жидкости перекрывали все детали индуктора, в которых выделяется тепло, таким образом, чтобы за время охлаждения температура всех элементоа понизилась до исходной. Наибольшее распространение получили индукторы цилиндрического, овального и щелевого типа. Цилиндрические индукторы наиболее просты по конструкции, надежны, обладают высоким полным КПД и обеспечивают минимальное окисление заготовок вследствие слабого доступа воздуха в зону нагрева. Этот тип индуктора наиболее распространен на практике. Щелевые индукторы имеют более низкие энергетические показатели и применяют в тех случаях, когда удобство транспортировки заготовок имеет особое значение. Руководствуясь всем вышеизложенным, выбираем индуктор нагревательный периодического действия.