專利名稱：通過感應(yīng)加熱對(duì)工件進(jìn)行多頻加熱處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)電工件的加熱處理，其中在不同頻率的兩種不同形式的感應(yīng)加熱的結(jié)合用于實(shí)現(xiàn)加熱處理。
背景技術(shù)：
通過使交流電流通過感應(yīng)線圈可感應(yīng)加熱處理齒輪或其它工件。電流在線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，其與齒輪磁耦合以在齒輪中引起渦流。齒輪的感應(yīng)淬火在齒輪的齒面提供馬氏體層以增加硬度及耐磨性，同時(shí)齒輪的其余部分不受該過程的影響。硬度的增加還提高了接觸疲勞強(qiáng)度及其它機(jī)械性能。齒輪的幾何復(fù)雜性和感應(yīng)線圈及齒尖、齒根圓角之間的電磁耦合的變化在齒輪的齒尖和齒根中導(dǎo)致不同的感應(yīng)熱強(qiáng)度。
電流的頻率對(duì)齒輪內(nèi)的渦流電流和熱量分布有顯著的影響?；旧?，當(dāng)只需用單頻率電流來使齒尖變硬時(shí)，則應(yīng)用相對(duì)高的頻率(如30kHz到450kHz)和高功率密度，其中使用單匝或多匝電磁鐵線圈提供單頻率電流。參見圖1(a)。當(dāng)相對(duì)高頻率的電流(功率)施加到線圈100時(shí)，齒輪102中的渦流電流感應(yīng)加熱沿齒輪的輪廓進(jìn)行，如由代表性的加熱輪廓線104所指示的輪廓。由于電流密度的最高集中將在齒尖106，從而相比于齒根108，在齒尖中有功率過剩。還考慮齒尖相比于齒根108只有最小量的金屬須被加熱，齒尖在整個(gè)加熱周期中將經(jīng)歷最強(qiáng)的溫度升高。此外，從熱量角度看，在齒根下面的金屬量代表比齒尖大得多的散熱片。由于相比于齒根，感應(yīng)線圈和齒尖之間的電磁鄰近效應(yīng)，另一補(bǔ)充齒尖的更強(qiáng)加熱的因素涉及更好的電磁耦合。更高的頻率趨于使鄰近效應(yīng)更明顯。
當(dāng)感應(yīng)淬火齒根108時(shí)，最好采用相對(duì)低的頻率(如50Hz到20kHz)。由于低頻率，渦流穿透深度遠(yuǎn)大于高頻時(shí)的深度。當(dāng)加熱細(xì)距或中距齒輪時(shí)，低頻感應(yīng)的電流更易于制造短徑并沿齒輪的基圓或齒根線而不是沿齒輪廓而行。參見圖1(b)及代表性的加熱輪廓線110。結(jié)果是齒根圓角區(qū)相對(duì)于齒尖的更強(qiáng)加熱。
通常，為提供沿齒輪齒部(從齒尖到齒根)輪廓的淬火模式，需要對(duì)齒輪進(jìn)行預(yù)加熱。取決于齒輪幾何結(jié)構(gòu)，預(yù)加熱通常使用中間頻率或低頻(如低于20kHz)進(jìn)行。在最后加熱階段期間施加高頻(如30kHz到450kHz)。
圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)感應(yīng)加熱方法之一，其使用單線圈114和兩個(gè)逆變器116a和116b，兩個(gè)逆變器分別是低功率密度的低(或中等)頻率功率及高功率密度的高頻功率的來源。該方法的突出步驟是將齒輪放置在線圈114內(nèi)；旋轉(zhuǎn)齒輪；將來自逆變器116a的低頻電流施加到線圈(通過斷開觸頭118并閉合觸頭120實(shí)現(xiàn))以感應(yīng)預(yù)加熱齒輪；使線圈與逆變器116a斷開連接(通過閉合觸頭118)并施加來自逆變器116b的高頻電流(通過斷開觸頭120)以將齒輪加熱到淬火溫度；將高頻電流從齒輪去除；及淬火齒輪。該方法的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)的低可靠性和高成本。感應(yīng)加熱需要高電流，而高電流機(jī)電觸頭通常壽命很短。更長(zhǎng)壽命的電子開關(guān)可用以代替機(jī)械開關(guān)，但這將增加系統(tǒng)的整體成本。
圖3所示為另一現(xiàn)有技術(shù)感應(yīng)加熱方法，其使用兩個(gè)線圈，即預(yù)加熱線圈128a和最后加熱線圈128b，以及兩個(gè)逆變器130a和130b。中頻功率逆變器130a以低功率密度向預(yù)加熱線圈供電，高頻功率逆變器130b以高功率密度向最后加熱線圈供電。在該方法中，齒輪102借助于適當(dāng)?shù)臋C(jī)械傳送系統(tǒng)(以圖3中箭頭所示的方向)順序通過預(yù)加熱線圈128a、最后加熱線圈128b及淬火環(huán)132以使(預(yù)加熱線圈中所示的)齒輪102變硬。該方法的主要缺點(diǎn)在于要求預(yù)加熱和最后加熱之間的時(shí)間很短(如小于1秒)。這使得設(shè)備成本增加，因?yàn)闄C(jī)械傳送系統(tǒng)必須是用于快速(小于1秒)并準(zhǔn)確從預(yù)加熱位置齒輪傳送到最后加熱位置的精確設(shè)計(jì)。
在另一現(xiàn)有技術(shù)方法中，同時(shí)雙頻電源被用于齒輪淬火，例如，美國專利2,444,259中公開的方法(高頻感應(yīng)加熱方法)。同時(shí)雙頻電源的輸出由兩個(gè)略微不同的頻率組成。頻率之一提供齒根圓角的加熱，另一頻率提供齒部輪廓的加熱。該同時(shí)雙頻加熱方法的主要缺點(diǎn)在于單線圈的形狀不能被優(yōu)化用于兩個(gè)頻率。
本發(fā)明的目標(biāo)之一在于提高齒輪(特別地，但不限于傘齒輪和小齒輪)的感應(yīng)淬火的均勻性以及減少齒輪變形，其使用相對(duì)低頻C芯型感應(yīng)加熱工件并使用單獨(dú)的感應(yīng)線圈相對(duì)高頻感應(yīng)加熱工件而實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明是通過使用兩種不同類型(結(jié)構(gòu))的感應(yīng)線圈感應(yīng)加熱工件的裝置和方法。工件被流經(jīng)環(huán)繞工件的第一感應(yīng)線圈的第一交流電流感應(yīng)加熱。第一交流電流建立與工件感應(yīng)耦合的磁場(chǎng)。工件還通過置于低頻C芯型電感器中的開口內(nèi)而被加熱，其耦合到代表初級(jí)繞組的第二感應(yīng)線圈。第二感應(yīng)線圈連到第二交流電流源。初級(jí)繞組產(chǎn)生的磁通量流經(jīng)C芯(用作磁通量分流器)并也流經(jīng)工件。這在工件中引起電流，由于焦耳效應(yīng)，該電流加熱工件?；旧?，相同的磁通量將流過層迭的C芯和所加熱的元件。然而，由于C芯由層迭的磁性材料或粉末狀的磁性材料制成，其對(duì)感生的渦流具有更高高的電阻率。這導(dǎo)致在C芯中感生的渦流量相比于工件內(nèi)感生的渦流大大減少，從而導(dǎo)致工件相對(duì)C芯更強(qiáng)加熱。通常，第一交流電流的頻率高于第二交流電流。使用第一交流源和第二交流源產(chǎn)生的渦流感應(yīng)加熱工件可以同時(shí)進(jìn)行也可不同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明的其它方面將在本說明書及所附權(quán)利要求中提出。


用于說明本發(fā)明的目的，附圖中所示均為目前首選的形式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所示的精確布置和手段。
圖1(a)為使用高頻電流時(shí)典型的渦流電流流動(dòng)及齒輪感應(yīng)加熱輪廓。
圖1(b)為使用低頻電流時(shí)典型的渦流電流流動(dòng)及齒輪感應(yīng)加熱輪廓。
圖2為相繼感應(yīng)預(yù)加熱和最后加熱工件的現(xiàn)有技術(shù)方法之一。
圖3為相繼感應(yīng)預(yù)加熱和最后加熱工件的另一現(xiàn)有技術(shù)方法。
圖4為本發(fā)明多頻熱處理裝置的一個(gè)例子。
圖5為本發(fā)明多頻熱處理裝置的另一例子。
圖6為本發(fā)明多頻熱處理裝置的另一例子。
圖7為本發(fā)明多頻熱處理裝置的另一例子。
圖8為本發(fā)明多頻熱處理裝置的另一例子。
圖9為本發(fā)明多頻熱處理裝置的另一例子。
具體實(shí)施例方式
圖4中所示為本發(fā)明感應(yīng)加熱處理裝置10的一個(gè)例子。在圖4中所示的工件14被圖解地表示為小齒輪時(shí)，本發(fā)明的感應(yīng)加熱處理裝置也可應(yīng)用于其它類型的齒輪及其它類型的導(dǎo)電工件。高頻(HF)螺管線圈12至少部分環(huán)繞工件14。線圈12可以是單匝或多匝線圈。低頻C芯電感器16包括固定的芯段16a和可移動(dòng)的芯段16b。低頻芯可由現(xiàn)有技術(shù)中已知的磁性材料制成，如層迭的磁性材料或粉末狀磁性材料，如鐵氧體或基于鐵的材料。低頻(LF)螺管線圈18環(huán)繞固定芯段16a的一部分。
HF螺管線圈12適當(dāng)?shù)剡B到高頻電流的功率源(在圖中未示出)，LF螺管線圈18適當(dāng)?shù)剡B到低頻電流的功率源(在圖中未示出)。由HF螺管線圈12中的高頻電流的流動(dòng)產(chǎn)生的HF磁場(chǎng)與工件14磁耦合以實(shí)現(xiàn)工件的高頻感應(yīng)加熱。
由LF螺管線圈18的低頻電流的流動(dòng)產(chǎn)生的LF磁場(chǎng)與C芯電感器16磁耦合以在C芯中引起低頻磁場(chǎng)。由于工件14位于C芯電感器中的間隙中，工件形成磁路的一部分。由于工件14通常未被層迭或被制成防止低頻電流流經(jīng)其的形式，低頻感生電流將流過工件從而通過焦耳效應(yīng)對(duì)其加熱，而低頻C芯保持相對(duì)未加熱。當(dāng)工件溫度低于居里點(diǎn)時(shí)，將有磁滯損耗產(chǎn)生的另外的加熱。
如現(xiàn)有技術(shù)中所知道的，磁通集中器15可用于集中在工件的端部以使能在C芯端部區(qū)域中適當(dāng)?shù)姆植茧姶艌?chǎng)，同時(shí)，為HF螺管線圈提供空間以使其能被同時(shí)布置在齒輪的外徑周圍。工件可通過同時(shí)或不同時(shí)向工件施加HF磁場(chǎng)和向C芯施加LF磁場(chǎng)而被感應(yīng)加熱，在那期間工件位于C芯的間隙中。非同時(shí)施加可通過多種方法實(shí)現(xiàn)。例如，使用低頻螺管線圈和高頻C芯線圈的感應(yīng)加熱在時(shí)間上可相繼進(jìn)行或部分重疊。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，與本發(fā)明不同的是，LF螺管線圈用于實(shí)現(xiàn)低頻感應(yīng)加熱。當(dāng)使用環(huán)繞在錐形齒輪如小齒輪的外面的LF螺管線圈時(shí)，集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)均確定感應(yīng)加熱溫度曲線。鄰近效應(yīng)將齒輪內(nèi)的電流吸引到最接近線圈的表面。由于小齒輪是錐形，電流將在齒輪的大直徑部分流動(dòng)更多，而在小直徑部分流到較少。這種由于不等電磁耦合或鄰近效應(yīng)導(dǎo)致的非均勻加熱可通過使LF螺管線圈的內(nèi)徑依次遞減以與小齒輪的錐度匹配而得到一些補(bǔ)償。這種方法對(duì)位置非常敏感，很少能導(dǎo)致很好的均勻性。
當(dāng)按照本發(fā)明這樣使用C芯電感器時(shí)，只有集膚效應(yīng)和位于端部區(qū)域的磁通集中器的幾何結(jié)構(gòu)確定低頻加熱溫度曲線。集膚效應(yīng)使得感生電流在齒輪的外表面附近流動(dòng)。頻率越高，電流越靠近外表面流動(dòng)，從而導(dǎo)致更薄層的加熱；相反，在更低頻率的感應(yīng)電流將導(dǎo)致更深的電流流動(dòng)和表面下加熱。因此，當(dāng)使用C芯電感器時(shí)，沒有鄰近效應(yīng)將允許沿小齒輪的錐形的更均勻的加熱。當(dāng)加熱包括小齒輪的錐形齒輪時(shí)，本發(fā)明的使用C芯電感器用于低頻加熱相較使用螺管型感應(yīng)線圈的更傳統(tǒng)的加熱具有重要的優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明并不限于僅加熱那些類型的工件。
連貫的工件可被載入圖4中所示的加熱位置，其通過用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械傳送系統(tǒng)降低可移動(dòng)(順著向下移動(dòng))芯段16b以移走變硬的工件；將尚未加熱處理的工件插入適當(dāng)位置；及提高可移動(dòng)芯段使得尚未加熱處理的工件被置于圖4中所示的位置以進(jìn)行加熱處理。
在本發(fā)明的其它例子中，工件被定位在置中元件30之間，置中元件是圖5中所示的C芯回路的一部分。置中元件提供在加熱過程期間保持和旋轉(zhuǎn)工件的手段。在本發(fā)明的該非限制性的例子中，中心被定位為通過C芯電感器。為減少置中元件的不合需要的加熱，置中元件最好包括非磁性材料，如非磁性不銹鋼。
圖6所示為本發(fā)明感應(yīng)加熱裝置的另一例子。在該方案中，提供可足夠移動(dòng)的C芯段16b以允許工件14垂直移動(dòng)，從而工件可被帶入HF螺管線圈12并從其移走以進(jìn)行工件的LF感應(yīng)加熱，反之亦然。當(dāng)工件不在圖6中所示的HF螺管線圈內(nèi)時(shí)(圖6中“B”所指的LF加熱位置)，可實(shí)現(xiàn)C芯回路的感應(yīng)加熱；當(dāng)工件位于HF螺管線圈12內(nèi)時(shí)(圖6中“A”所指的HF加熱位置)，HF磁場(chǎng)使工件被感應(yīng)加熱。
在本發(fā)明的其它例子中，如圖7和圖8中所示，雙C芯電感器17，包括固定芯段17a、17b、17c和17d及可移動(dòng)芯段17e和17f。每一C芯電感器可被提供以LF螺管線圈。作為圖7中的非限制性例子，LF螺管線圈18a和18b分別環(huán)繞在固定芯段17a、17b周圍。線圈18a和18b最好串聯(lián)連接，但也可并聯(lián)連接到適當(dāng)?shù)钠胀ǖ皖l電流功率源(未在圖中示出)。圖7中的本發(fā)明實(shí)例還包括單獨(dú)的上部和下部位置以分別用于LF和HF感應(yīng)加熱，如圖6中所示的那樣。
除了不是使用單獨(dú)的LF和HF感應(yīng)加熱臺(tái)以外，圖8與圖7相似，工件被定位在兩個(gè)C芯之間并在HF螺管線圈中，使得，如果需要，可實(shí)現(xiàn)如先前結(jié)合圖4所討論的同時(shí)加熱。
圖9所示為本發(fā)明感應(yīng)加熱裝置的另一例子。在該方案中，C芯電感器19包括芯段19a和19b，工件14a具有開口，如但不限于圖9中所示的齒輪。LF螺管線圈18c環(huán)繞C芯電感器的一部分并被連到低頻電流的功率源。HF螺管線圈12a(在該非限制性的例子中被示為單匝線圈)連到高頻電流的功率源。LF螺管線圈18c中的低頻電流的流動(dòng)建立與C芯電感器耦合的磁場(chǎng)，之后，當(dāng)工件14a通過其開口插入C芯電感器中時(shí)所述磁場(chǎng)與工件磁耦合，從而感應(yīng)加熱工件。HF螺管線圈12a中的高頻電流的流動(dòng)建立磁場(chǎng)，當(dāng)工件被帶入磁場(chǎng)附近范圍內(nèi)時(shí)，所述磁場(chǎng)與工件14a耦合以感應(yīng)加熱工件。低頻和高頻加熱可被同時(shí)完成，或者通過或?qū)⒐ぜ腍F螺管線圈移走(僅低頻加熱)或僅向LF或HF螺管線圈之一施加功率而完成其中之一。C芯電感器的一段，在圖9中被代表性地示為芯段19b，可以移動(dòng)(由雙頭箭頭表示)，以允許從C芯電感器移走工件。
在本發(fā)明的所有例子中，HF螺管線圈12和12a可被成形為不同于附圖中所示的其它形狀。在附圖中，由于所使用的非限制性導(dǎo)電工件是小齒輪，HF螺管線圈采取了開口圓錐截面的形狀以大致符合小齒輪的外形。在本發(fā)明的其它例子中，根據(jù)工件和所需要的感應(yīng)加熱模式，HF螺管線圈可以是不同的形狀。例如，HF螺管線圈12的內(nèi)周邊可不平行于小齒輪的外徑。根據(jù)具體的應(yīng)用，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的且不背離本發(fā)明的范圍，線圈12和工件表面之間的電磁耦合的變化可用作另外的控制熱量分布的工具。
盡管在本發(fā)明的上述例子中螺管線圈用于HF感應(yīng)線圈，其它類型的感應(yīng)線圈也適于用在本發(fā)明中。例如，HF線圈可以是單脈沖或溝道導(dǎo)電型電感器，其中電流主要在縱向方向流動(dòng)，這與螺管線圈感應(yīng)的環(huán)向電流不同。
當(dāng)使用于本發(fā)明中時(shí)，術(shù)語“低頻”和“高頻”是以最寬的意義進(jìn)行使用，意為“高頻”高于“低頻”。典型地但非限制性地，“高頻”將在30kHz到450kHz的優(yōu)選范圍內(nèi)，而“低頻”將在50Hz到20kHz的優(yōu)選范圍內(nèi)。
當(dāng)可移動(dòng)芯段用于本發(fā)明的所有上述例子中時(shí)，在可能同時(shí)LF和HF感應(yīng)加熱的例子中(見圖4、圖5和圖8)，C芯電感器可包括完全固定的C芯，同時(shí)提供用于移動(dòng)HF螺管線圈12的裝置，從而前進(jìn)的工件可被插入C芯電感器的間隙內(nèi)。
前述例子不限制所公開發(fā)明的范圍。所公開發(fā)明的范圍另外在所附權(quán)利要求中提出。
權(quán)利要求
1.用于工件的感應(yīng)加熱處理的裝置，該裝置包括至少部分環(huán)繞工件的感應(yīng)線圈；包括第一芯段和第二芯段的C芯電感器，工件布置在第一芯段和第二芯段之間的間隙中以與C芯電感器形成磁路；卷繞在第一芯段的一部分周圍的螺管線圈；向感應(yīng)線圈提供第一交流電流以在感應(yīng)線圈周圍引起第一交流磁場(chǎng)的第一電源，第一交流磁場(chǎng)與工件耦合從而感應(yīng)加熱工件；及向螺管線圈提供第二交流電流以在磁路中引起第二交流磁場(chǎng)從而加熱工件的第二電源，第二交流電流的頻率低于第一交流電流的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括布置在工件表面終點(diǎn)和第一或第二芯段之間的空間附近的至少一磁通集中器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括用于移動(dòng)或第一或第二芯段的裝置及用于將工件插入磁路和從其移走的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括當(dāng)工件形成磁路的一部分時(shí)用于置中或旋轉(zhuǎn)工件的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括用于移動(dòng)工件及第一或第二芯段的裝置，以允許工件移入或移出感應(yīng)線圈，同時(shí)磁路被分別斷開或閉合，從而通過或第一交流電流或第二交流電流專門加熱工件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中第一電源的頻率在30kHz和450kHz之間，第二電源的頻率在50Hz和20kHz之間。
7.用于工件的感應(yīng)加熱處理的裝置，該裝置包括至少部分環(huán)繞工件的感應(yīng)線圈；至少兩個(gè)C芯電感器，至少兩個(gè)C芯電感器中的每一個(gè)包括第一芯段和第二芯段，第二芯段為至少兩個(gè)C芯電感器中的所有電感器所共有，工件布置在第二芯段之間的間隙中以與第一和第二芯段中的每一個(gè)形成磁路；卷繞在至少兩個(gè)C芯電感器中的至少每一個(gè)的一部分周圍的螺管線圈；向感應(yīng)線圈提供第一交流電流以在感應(yīng)線圈周圍引起第一交流磁場(chǎng)的第一電源，第一交流磁場(chǎng)與工件耦合從而感應(yīng)加熱工件；及向每一螺管線圈提供第二交流電流以在磁路中引起第二交流磁場(chǎng)從而加熱工件的第二電源，第二交流電流的頻率低于第一交流電流的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，還包括布置在工件表面終點(diǎn)和第二芯段之間的空間附近的至少一磁通集中器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，還包括用于移動(dòng)或第一或第二芯段的裝置及用于將工件插入磁路和從其移走的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，還包括當(dāng)工件形成磁路的一部分時(shí)用于置中或旋轉(zhuǎn)工件的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，還包括用于移動(dòng)工件及第一或第二芯段的裝置，以允許工件移入或移出感應(yīng)線圈，同時(shí)磁路被分別斷開或閉合，從而通過或第一交流電流或第二交流電流專門加熱工件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中第一電源的頻率在30kHz和450kHz之間，第二電源的頻率在50Hz和20kHz之間。
13.加熱工件的方法，包括步驟將工件至少部分放置在感應(yīng)線圈內(nèi)以使工件與感應(yīng)線圈中流動(dòng)的第一交流電流產(chǎn)生的第一交流磁場(chǎng)磁耦合從而感應(yīng)加熱工件；自工件和至少一C形電感器的第一和第二芯段形成至少一磁路；及在卷繞在第一或第二芯段中的至少一個(gè)的一部分周圍的至少一螺管線圈中提供第二交流電流以使至少一磁路與螺管線圈中流動(dòng)的第二交流電流產(chǎn)生的第二交流磁場(chǎng)磁耦合從而加熱工件，第一交流電流的頻率大于第二交流電流的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括將至少一磁通集中器置于工件和第一或第二芯段之間的空間中的步驟，以使磁場(chǎng)形成在工件和第一或第二芯段之間的空間中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括旋轉(zhuǎn)工件的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括二者擇一地通過或第一交流電流或第二交流電流專門加熱工件的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中二者擇一地加熱工件的步驟通過移動(dòng)工件及或第一或第二芯段以將工件分別移入或移出感應(yīng)線圈同時(shí)至少一磁路被斷開或閉合而完成。
18.用于具有開口的工件的感應(yīng)加熱處理的裝置，該裝置包括至少部分環(huán)繞工件的感應(yīng)線圈；形成磁路的C芯電感器，工件通過其開口插在C芯電感器的一部分周圍；卷繞在C芯電感器的一部分周圍的螺管線圈；向感應(yīng)線圈提供第一交流電流以在感應(yīng)線圈周圍引起第一交流磁場(chǎng)的第一電源，第一交流磁場(chǎng)與工件耦合從而感應(yīng)加熱工件；及向螺管線圈提供第二交流電流以在磁路中引起第二交流磁場(chǎng)從而加熱工件的第二電源，第二交流電流的頻率低于第一交流電流的頻率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中C芯電感器包括第一芯段和第二芯段。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，還包括用于移動(dòng)或第一或第二芯段的裝置及用于將根據(jù)插在C芯電感器的一部分周圍和從其移走的裝置。
21.加熱具有開口的工件的方法，包括步驟將工件至少部分放置在感應(yīng)線圈內(nèi)以使工件與感應(yīng)線圈中流動(dòng)的第一交流電流產(chǎn)生的第一交流磁場(chǎng)磁耦合從而感應(yīng)加熱工件；將工件通過其開口插在C形電感器中，C形電感器形成磁路；及在卷繞在C形磁心電感器的一部分周圍的至少一螺管線圈中提供第二交流電流以使磁路與螺管線圈中流動(dòng)的第二交流電流產(chǎn)生的第二交流磁場(chǎng)磁耦合從而加熱工件，第一交流電流的頻率大于第二交流電流的頻率。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括打開和閉合C形電感器的步驟以將工件插入C形磁心電感器或從其移走。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于多頻感應(yīng)加熱處理包括齒輪的工件(14)的裝置和方法。高頻功率被施加到環(huán)繞工件(14)的感應(yīng)線圈(12)，使得高頻磁場(chǎng)與工件(14)耦合從而感應(yīng)加熱工件。C芯電感器(16a－b)連到線圈(18)，其具有施加給其的低頻功率。工件(14)被插入在C芯電感器磁路中的間隙內(nèi)，使得當(dāng)?shù)皖l電流施加到與C芯電感器連接的線圈(18)時(shí)，工件經(jīng)受低頻焦耳效應(yīng)加熱。另外，當(dāng)工件具有開口時(shí)，工件可被插在C芯電感器(16a－b)周圍。
文檔編號(hào)H05B6/16GK1973578SQ200580012819
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者唐·L.·洛夫萊斯, 瓦萊麗·L.·魯?shù)履?申請(qǐng)人:感應(yīng)加熱有限公司