粉末冶金温压用电磁感应加热方法及其加热装置制造方法及图纸

粉末冶金温压用电磁感应加热方法及其加热装置，其特征是以电磁感应加热驱动器中产生的交流电流流过电磁线圈在铁磁性金属套管上产生电磁感应热；被加热粉末自金属套管中流过，吸收金属套管上的电磁感应热得以升温。实现本发明专利技术方法的加热装置结构简单、加热速度快、热效率高、温控精度高、易于与现有粉末冶金压机实现连接和自动化操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粉末冶金技术，更具体地说是一种粉末冶金温压用电磁感应加热方法及其加 热装置。
技术介绍
温压技术是一次压制一次烧结的低成本新工艺、新技术，它可以制造出密度不低于 7.25g/cm3的高性能粉末冶金零件。加热是温压工艺中的技术关键，加热装置必须提供精确 的控温并能容易地附加在现有的粉末冶金压机上进行压制，以降低投资成本。国际上己有可以生产温压装置的制造厂家，在温压加热系统中，主要有北美Hoeganaes Corp和Cincinnati Incorp共同开发的EL-TEMP电阻式温压加热系统、瑞典Linde Metalteknik 公司制造的LindeMetalteknik热油式温压加热系统、美国North Americ Hoeganaes 公司与美 国微波材料公司共同开发的MICRO-MET 温压加热系统；国内有华南理工大学研制出分级 热气体温压加热系统等。加热粉末的供应速度、温度的均一性和稳定性通常是评判装置好坏 的标志，上述几种温压装置各有优点，仍然存在技术上的不足，包括1、 电阻式温压加热系统、热油式温压加热系统、热气体温压加热系统加热速度慢，效 率差、热均匀性差，体积较大，使用不灵活。2、 微波温压加热系统，加热速度快，温度均一，但设备造价昂贵。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简 单、加热速度快、热效率高、温控精度高、易于与现有粉末冶金压机实现连接和自动化操作 的粉末冶金温压用电磁感应加热方法及其加热装置。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是本专利技术粉末冶金温压用电磁感应加热方法的特征是以电磁感应加热驱动器中产生的交流电流流过电磁线圈在铁磁性金属套管上产生电磁感应热；被加热粉末自金属套管中流过，吸收金属套管上的电磁感应热得以升温。 本专利技术粉末冶金温压用电磁感应加热方法的特点也在于 流过电磁线圈的交流电流频率为20Hz 300KHz 。 流过电磁线圈的交流电流为变频电流，其频率为20Hz 300KHz。 本专利技术粉末冶金温压用电磁感应加热装置，其特征是设置控制电路，包括变频器、智能温度调节仪、电磁感应加热驱动器、不同检测位置上 的温度传感器I和温度传感器II，以及串联设置在电磁感应加热驱动器的输出回路中的电磁 线圈；设置铁磁性金属套管，被加热粉末处于铁磁性金属套管的内腔中，在所述铁磁性金属套 管的外周设有保温层，电磁线圈绕制在铁磁性金属套管上，并位于保温层的外表。 本专利技术粉末冶金温压用电磁感应加热装置的结构特点也在于温度传感器I和温度传感器II分处于铁磁性金属套管中不同的轴向位置和不同的径向 位置上。铁磁性金属套管的外周为圆形或多边形。 所述铁磁性金属套管的内腔为一个或多个腔体。 与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在1、 本专利技术装置结构简单，利用可控电磁感应加热，加热速度快，热效率高(可达80%)， 加热均匀；工作温度在室温至30(TC之间可调，温度调节反应时间短，温控精度可达士2'C。2、 本专利技术装置制造简单，安装方便，使用可靠，很容易与现有粉末冶金压机实现连接 和自动化操作。3、 本专利技术装置不仅制造成本低，且使用能耗小，节能效果显著，价格仅是进口电阻加 热和热油加热系统价格1/5 1/8;与现有的电阻加热和热油加热节能50%以上；加热速率 在同等功率条件下，与现有的电阻加热和热油加热速率提高40 50%。本专利技术将对温压工 艺推广应用起到积极的促进，具有显著的经济社会效益。附图说明图1为本专利技术粉末冶金温压用电磁感应加热装置示意图。 图2、图3、图4、图5为本专利技术不同形式的铁磁性金属套管横截面示意图。 图中标号l变频器、2智能温度调节仪、3电磁感应加热驱动器、4保温材料、5铁磁性 金属套管、6被加热粉末、7线圈、8温度传感器I、 9温度传感器n。 以下通过具体实施方式，结合附图对专利技术作进一步说明具体实施例方式参见图1，本实施例中粉末冶金温压用电磁感应加热方法是以电磁感应加热驱动器中产 生的交流电流流过电磁线圈7在铁磁性金属套管5上产生电磁感应热；被加热粉末自金属套 管中流过，吸收金属套管上的电磁感应热得以升温。具体实施中流过电磁线圈7的交流电流频率为20Hz 300KHz。为了实现温度调节，设置变频器l，流过电磁线圈7的交流电流为变频电流，其频率为20Hz 300KHz。图l所示为本实施例中加热装置结构示意图。如图1所示，控制电路的设置包括变频器l、智能温度调节仪2、电磁感应加热驱动器 3、不同检测位置上的温度传感器I 8和温度传感器I1 9，以及串联设置在电磁感应加热 驱动器3的输出回路中的电磁线圈7;设置铁磁性金属套管5，被加热粉末6处于铁磁性金属套管5的内腔中，在铁磁性金属 套管5的外周设有保温层4，电磁线圈7绕制在铁磁性金属套管5上，并位于保温层4的外 表。具体实施中，如图1所示，温度传感器I 8和温度传感器II 9分处于铁磁性金属套 管5中不同的轴向位置和不同的径向位置上。如图2、图3、图4和图5所示，铁磁性金属套管5的外周为圆形或多边形；铁磁性金 属套管5的内腔为一个或多个腔体。具体实施中，电磁感应采用高频感应，由高频振荡电路及驱动电路控制电力半导体元件 IGBT管组成感应加热驱动器3，智能温度调节仪2选用WP-D905智能自整定PID调节仪，温 度传感器I 、温度传感器II选用E型铠装热电偶，电磁线圈7选用1. 5mm2耐高温导线绕成， 铁磁性金属套管5选用普通的铁管或含其它元素的铁合金管，要求是具有铁磁性；在铁磁性 金属套管5外表裹着保温层4，保温层4可选用纤维岩棉或硅酸铝棉，线圈7绕在保温层4 的外表，线圈电感为85 110uH。为了满足温压工艺系统加热料仓、输粉管、滑靴、底板、 模具的需要，将铁磁性金属套管5的形状设计为圆形或多边形，输粉管为圆形、底板、料仓 和滑靴为多边形；为了使被加热粉末6加热均匀、升温速度快，将铁磁性金属套管5的内腔 设计为一个或多个腔体。图2、图3、图4、图5分别为不同的铁磁性金属套管横截面示意 图。工作方式a、 电磁感应加热驱动器3产生特定频率的电流通过电磁线圈7，电磁线圈7产生的磁 场与铁磁性金属套管5形成磁回路，并在铁磁性金属套管5表面产生涡流；b、 变频器1改变电磁感应频率从而改变铁磁性金属套管5中涡流场的分布；c、 该涡流在铁磁性金属套管5的电阻作用下转换成热能，使得铁磁性金属套管5变热；d、 通过热传导将流动的被加热粉末6加热。电磁感应加热驱动器3可以在现有的HGP-16高频感应加热驱动电路的基础上，采用电 力半导体元件IGBT管，输入线圈7的电流为交频电流，频率为20Hz 35 kHz,线圈电感为85 110yH，输出功率在600 1500W可调，以适应温压加热系统不同对象的要求。随着被加热粉末6的流速不同，温度会随之波动，这时铁磁性金属套管5内部的温度场 变化，通过改变电磁感应频率可以改变被加热铁磁体中涡流场的强度，当提高感应频率时， 铁磁性金属套管5外壁涡流场强度增大，芯部涡流场强度降低，这时内外温度场梯度变大， 能提高加热效率；当降低感应频率时，铁磁性金属套管5外壁涡流场强度变小，芯部涡流场 密度提高，这时内外温度场梯度变缓，从而提高温度控制精度。温度传感器I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金温压用电磁感应加热方法，其特征是：以电磁感应加热驱动器（３）中产生的交流电流流过电磁线圈（７）在铁磁性金属套管（５）上产生电磁感应热；被加热粉末自金属套管（５）中流过，吸收金属套管（５）上的电磁感应热得以升温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，俞建卫，焦明华，蒋安全，
申请(专利权)人：合肥波林新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]