Indukční kalení

Indukční kalení a kalící stroje

Indukční kalení je technologický způsob vytváření tvrdé povrchové vrstvy na ocelovém výrobku.

indukcni ohrev - kalici stroj - jednoucelova kalici zarizeni

Jednoúčelové kalící stroje rajmont určené pro tepelné zpracování sériově vyráběných dílů.

Indukční kalení je založeno na rychlém ohřevu působením střední nebo vysoké frekvence za použití induktoru, jehož tvar je přizpůsobený kalenému předmětu nebo jeho části. Při průchodu střídavého proudu induktorem se indukuje na povrchu kaleného předmětu střídavé magnetické pole, čímž vznikají vířivé proudy. Tyto proudy velice rychle zahřejí povrch tělesa na kalící teplotu, aby se následně zakalil prudkým ochlazením.

Vysokofrekvenční a středofrekvenční generátory pro indukční kalení vycházejí ze stejné koncepce, jako svařovací generatory velkých výkonů. Požadavkem technologie je především stálost parametrů, především výstupního výkonu a kmitočtu v průběhu procesu indukčního ohřevu. Pro automatizované procesy kalení při sériové výrobě v kalících strojích je dalším důležitým kritériem časový náběh na požadovaný výkon. Generátory HFR standartně dosahují požadovaný výkon za 100 milisekund při libovolném výstupním induktoru.

630kW indukční kalící generátor Rajmont SFR630

Kalící přípravky pro vysokofrekvenční ohřevy rajmont.

Firma Rajmont s.r.o. vyvinula vysokofrekvenční a středofrekvenční zdroje pro indukční kalení, indukční ohřev a indukční pájení v několika výkonových stupních, aby pokryla poptávku v širokém rozsahu výrobních technologií.

Základní řada vysokofrekvenčních generátorů pro indukční kalení:

Typ generátoru	Výkon [kW]	Kmitočet	Spotřeba chladící vody
HFR 15	15	50-500 kHz	10 Lt./ Max. 25°C
HFR 25	25	50-500 kHz	15 Lt./ Max. 25°C
HFR 50	50	50-500 kHz	40 Lt./ Max. 25°C
HFR 80	80	50-500 kHz	70 Lt./ Max. 25°C
Generátory je možno standartně dodat do výkonu 350 kW a kmitočtu 800 kHz.

Základní řada středofrekvenčních generátorů pro indukční kalení:

Typ generátoru	Výkon [kW]	Kmitočet	Spotřeba chladící vody
SFR 100	100	5-50 kHz	50 Lt./ Max. 25°C
SFR 150	150	5-50 kHz	70 Lt./ Max. 25°C
SFR 200	200	5-50 kHz	90 Lt./ Max. 25°C
SFR 250	250	5-50 kHz	110 Lt./ Max. 25°C
SFR 350	350	5-50 kHz	150 Lt./ Max. 25°C
Generátory je možno standartně dodat v jiných výkonových a kmitočtových rozsazích.

Důvody použití vysokofrekvenčních a středofrekvenčních generátorů pro indukční kalení

není zapotřebí kontakt mezi zpracovávaným materiálem a cívkou
vysoká hustota výkonu a rychlost ohřevu
dobré řízení teploty kovu
přesné určení ohřívaných zón
jednoduchost činnosti
velká pružnost regulace
dobrá účinnost
dobré pracovní podmínky a minimální negativní vliv na životní prostředí

Zvýrazněné body přímo určují nezastupitelnost indukčních ohřevů v technologii kalení, neboť bez těchto předpokladů by nebylo možné některé současné konstrukční celky a sestavy vůbec realizovat. Například zakalení hřídele turbokompresoru v hloubce 1-1,5mm na požadovanou tvrdost +-5 stupňů HRC v opakovaných výrobních sériích, by pomocí plynového hořáku nebo odporové pece bylo neuskutečnitelné.

Výhody plně tranzistorových HFR generátorů pro indukční kalení

Výhody tranzistorových generátorů HFR:

možnost regulace VF výkonu od 0 do 100% při současném zachování stálosti parametrů. To je velice důležitá věc především při nasazení v oblasti automobilového průmyslu, kde každá součástka musí mít dle platných norem jasně prokazatelnou svoji „historii“.
VF generátor je napájen stejnosměrným spínaným zdrojem, protože jsme se vědomě vyhnuli zdroji s tyristory, kde je možnost regulace omezena na 20 až 100% výkonu, přičemž kvalita ohřevu je v průběhu zvyšování výkonu proměnná.

Úkolem stejnosměrného zdroje u popisovaného polovodičového generátoru je:

galvanicky vysokofrekvenčně oddělit živé části generátoru od napájecí sítě
dodávat požadovaný stejnosměrný proud a napětí pro výkonovou jednotku VF generátoru
plynule regulovat proud, napětí, případně výkon a zároveň vypínat přívod energie k výkonové jednotce.

Více o technologii

Chladící okruh s výměníkem

Pro zajištění odvodu tepla z vnitřních částí VF generátoru byl vyvinut vlastní vnitřní chladící okruh demineralizované vody s tepelným výměníkem, přes nějž může zákazník provádět ochlazování. Zajistí se tak z dlouhodobého hlediska konstantní kvalita chladicího média bez rizika vzniku vodního kamene a tvorby dalších nečistot. Koncepce tohoto systému je navržena s ohledem na minimalizaci zástavbových rozměrů a dlouhodobou spolehlivost.