曲轴的感应淬火

高强度金属部件感应淬火工艺的红外温度测量

感应淬火工艺中的精密红外温度反馈

淬火工艺通过形成硬化表面层同时保持不受影响的核心微观结构来提高耐磨性、表面硬度和疲劳寿命。感应淬火特别改善了目标区域的铁质部件的机械性能。

感应淬火适用于承受重载的部件，可赋予部件高表面硬度，能够承受极端负载。通过形成由坚韧外层包围的软芯，疲劳强度会增加，这些特性对于承受扭转载荷和冲击力的部件来说是理想的。该工艺一次只对一个部件进行，确保各个部件的尺寸运动一致。

感应淬火的典型应用包括齿轮、轴、轮轴、凸轮凸角、冲压件和主轴，尤其是对称部件，这有利于动力传动系统、悬架、发动机部件和冲压件等应用。处理的材料包括碳钢、合金钢、不锈钢、粉末金属、铸铁、灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。

感应加热是一种非接触式工艺，利用电磁感应在工件表面层产生热量。将导电材料置于铜线圈产生的强交变磁场中，电流在材料内流动，由于内部电流电阻损耗而产生热量。在磁性材料中，由于磁滞损耗，在居里点以下会产生额外的热量。电流主要在表面层流动，其深度由交变场的频率、表面功率密度、材料磁导率、加热时间和材料厚度决定。然后立即对组件进行淬火。在水、油或聚合物基淬火中淬火该加热层会改变表面层，形成比基体金属更硬的结构。

在大多数感应加热过程中，达到并保持所需温度至关重要。热电偶是一种可靠且经济高效的温度测量选择，但由于潜在的电磁场干扰，必须仔细考虑其放置位置。精确控制加热和冷却阶段可确保金属达到所需性能，而不会变得太脆或太软。对于动态测量（例如沿着移动的曲轴），准确的表面温度反馈对于有效控制过程至关重要。

在此应用中，应测量曲轴的热量分布并定位热点。然后，该信息作为感应加热系统功率控制的输入。

利用短波长红外热像仪实现感应淬火的闭环控制

Optris 短波长热像仪的设计目的在于即使在恶劣环境下也能准确测量温度。这些红外热像仪与感应器完全分离，不易受到电磁干扰。操作员可从一个或多个关注区域或热图像接收连续的温度信息，如果需要，可以将其存储起来以备记录。

虽然 Optris 也提供比率测温仪，但在这种情况下，红外热像仪是最佳选择，因为它能够提供图像。与测量特定小点的高温计相比，红外热像仪可以更有效地测量大型物体和移动感应器，因为所有与温度相关的区域都会同时受到监控。红外热像仪提供宽视野，确保通过读取目标区域的热点来均衡感应器或通过蒸汽的部分覆盖区域。这些软件功能使它们特别适合需要高距离与点尺寸比的应用。

在此应用中，可编程逻辑控制器 (PLC) 从红外热像仪接收恒定的温度数据，从而实现与功率控制的直接链接，以优化硬化过程。除测量设备外，Optris 还提供用于对相机进行适当保护和冷却的配件，确保与感应淬火系统结合时具有可靠的性能。

利用非接触式红外温度传感优化感应加热

非接触式红外温度传感是感应加热过程中热测量的最佳实践。这些红外仪器无需物理接触即可快速准确地读取强电磁场中物体的温度。它们可以测量高达 3000°C 的极高温度，具有宽动态范围和快速响应时间，确保快速精确的测量。值得注意的是，所有红外传感器都位于电磁场之外，与热电偶不同，它们的读数不受电磁干扰的影响。

在感应淬火过程中，准确的温度测量至关重要，以确保对加热阶段的精确控制。这种精度对于避免过热至关重要，过热会导致过度脆性或过热，从而导致淬火不足。

移动目标与水或油产生的蒸汽或灰尘相结合，对任何光学系统的温度检测都提出了挑战。通常，对于感应淬火应用，通常首选具有窄视野的比例高温计。然而，在某些情况下，尤其是对于大型物体和移动电感器，短波长相机是更好的选择。此选项提供了更大的灵活性，因为可以使用整个视野来检测物体。通过读取目标区域的热点，可以均衡感应器或通过蒸汽的部分覆盖区域。

在这种情况下，Optris PI 1M 可在不干扰过程的情况下为 1000°C 左右的目标温度提供实时、准确的温度分布。根据尺寸、当地条件和视觉要求，可能需要 Optris 冷却套等附加配件来保护红外热像仪。温度信号可以以不同的方式输出，既可以是模拟信号，也可以通过软件以数字方式输出。