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本文作者：齊成輝作者單位：中國重汽集團大同齒輪有限公司

一、感應加熱的原理和優勢

(一)感應加熱原理。感應加熱技術類似于變壓器的工作原理，感應設備中一旦流過交變電流，就會在其周圍產生出交變性的磁場，將需要加熱的金屬工件置于交變磁場的環境中，就會在金屬中產生感應電動勢，在感應電動勢的作用下能夠在金屬工件內部產生出電子移動，進而產生感應電流。而工件自身的電阻在一定的感應電流下，能夠將電能部分轉化為熱能，進而加熱金屬工件本身。

(二)感應加熱的優勢。通過上述對感應加熱原理的分析，可以看出通過在金屬內部形成的感應電流，直接利用工件自身進行加熱的過程。這種加熱方式的特點在于，其屬于非接觸的加熱方式，因此在電熱轉換過程中，能量的效率基本取決于金屬材料自身的磁導率以及感應設備同金屬工件的耦合能力。故而我們可以認為，金屬材料自身的磁導率越高，其自身的熱轉換效率會相應地提升，感應設備同金屬工件的耦合能力越強，熱轉換效率也會相應地提升。而普通加熱方式中，主要是通過加熱源，通過輻射的形式散發，并將熱量通過加熱介質傳導，最終被加熱材料以熱傳導的形式獲取，這種方式的加熱效率明顯低于感應加熱方式。感應加熱的優勢主要可以總結為以下幾個方面:一是能源的利用率更高，避免了直接加熱工藝時所需的加熱設備的預熱和升溫過程中的能量損失，能夠任意地開始或停止對工件的加熱，在非工作條件下，不需要維持加熱設備中的溫度。二是電磁感應加熱裝置的機械自動化水平高，設備占地面較少，可實現工件的自動化生產加工。三是減少了對流和傳導的加熱環節，而直接利用工件本身進行接加熱，加熱效率高、速度快。四是加熱迅速，改善了生產效率，有利于降低生產成本，便于大規模生產。五是能夠對零件的局部進行加熱處理，降低了能量的消耗。六是避免了工件在傳統加熱環節中容易出現的氧化和脫碳現象。七是感應加熱裝置的故障率低，在維護和保養方面的成本較低。

二、感應加熱技術在汽車制造中的應用

(一)熱涂敷工藝中感應加熱技術的應用。為了降低汽車傳動裝置套管之間的摩擦系數，避免摩擦噪聲的產生，改善汽車產品的使用性和耐久性，結合相關技術調查成果發現，在車軸與套管之間的接觸位置，通過熱涂敷技術在局部進行尼龍涂敷。傳統的爐中加熱應用該工藝時，存在許多的不足:一是傳統加熱需要將整體的零件置于爐內加熱，加熱周期長，設備占地面積大。二是該工藝中僅僅需要對工件的局部進行涂敷，因此在加熱前，需要對工件的其余部分進行適當的防護，使得生產工序復雜。三是為符合工藝需求，保證零件滿足涂敷工藝所需要的溫度，使得工件過熱度很高，可能會出現表面氧化的現象，降低涂敷材料附著效果，降低了涂敷質量。而感應加熱技術，能夠方便地實現零件的局部加熱，通過工藝方法的合理選擇，嚴格控制加熱范圍以及加熱溫度，就能夠有效地減免零件表面的氧化，而工件上不需要進行涂敷的部分不會產生很高的溫度，因此也不用采取特殊的防護手段。此外感應加熱裝置占地面積較小，自動化水平高，可按照涂敷工藝需要，適當調節感應加熱時間和溫度，有利于大規模生產。

(二)汽車齒輪淬火工藝中感應加熱技術的應用。齒輪輪齒處于應力作用時，輪齒的根部會承受最強的彎曲應力，同時在齒輪根部由于形狀以及結構的急劇變化也是容易產生應力的部位。為了改善汽車齒輪的穩定性和耐磨性，提升其彎曲強度，在汽車的生產加工中通常要對齒輪的表面以及齒根表面進行熱處理，以增強齒輪關鍵部位的硬度，增強承受表面壓應力的能力;而為了防止齒輪出現脆性斷裂，改善輪齒柔韌性，有需要避免齒輪中心部分硬度太高。目前在汽車制造領域，應用最為廣泛的汽車齒輪的熱處理技術主要包括滲碳淬火以及氮化處理工藝兩種。感應加熱技術在滲碳處理工藝中使用最為廣泛，汽車齒輪仿形雙頻感應淬火技術，自動化程度高、速度快、效果好，具有很高的實用價值。

(三)汽車鑄造設備中感應加熱技術的應用。在汽車零部件鑄件的生產過程中，德國INDUGA等其他一些全球著名的感應加熱裝置制造企業所生產的新型隧道式感應加熱設備已經在我國得到了大量的推廣使用。隧道式感應加熱裝置作為一種高效的金屬熔煉設備，在全球先進的金屬鑄造企業中都能夠見到。同螺線管類的感應器的感應方式相比，它具備有隧道式的帶有金屬芯的感應器，它的工作原理同變壓器十分類似，這種隧道式感應設備對于電能的利用效率較高，能夠實現良好的節能效果;其次，鑒于其良好的電磁攪拌效果，熔融金屬中各個組分十分均勻，產品質量的認可度高。

(四)金屬半固態成形中感應加熱技術的應用。目前汽車制造輕量化已經成為了一種主流趨勢，在汽車制造業中對于輕合金的運用也更為廣泛。為改善輕金屬強度性能，以金屬內部結構的半固態成形工藝為代表的新技術，逐步得到應用。感應加熱不僅能夠將金屬加熱到適宜的溫度，還能通過交變磁場的影響，發揮出電磁攪拌的優勢，并能夠獲得結構均勻，強度很高的鑄件，因此感應加熱技術廣泛用于汽車金屬部件的連鑄生產環節。

三、結語

感應加熱工藝能顯著提升汽車制造企業的生產效率，控制生產能耗和加工成本，改善企業環境，為企業贏得了更好的經濟和社會效益。因此，積極的應用和推廣以感應加熱技術為代表的新型汽車生產工藝，符合我國可持續發展的要求，也是推動我國汽車制造行業發展的重要方式。