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從統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，中頻感應加熱節(jié)能效果顯著，熱處理成本較低，是卡式爐加熱的 21.4%，是模塊化爐的 20%。2.3 中頻感應加熱技術的推廣應用通過上述均溫性試驗研究，驗證了感應加熱技術可行性和經(jīng)濟性。中國一重將中頻感應加熱技術應用到神華煤制油加氫反應器總裝縫的最終熱處理。

之前介紹了一個感應加熱同時進行淬火2D的一個例子。DEFORM利用邊界元法模擬感應加熱+淬火[2D ]后臺有同學需要3D的例子，其實和2D差不多，所不同的是3D的感應線圈需要設置電流出入口。此示例同樣需要一個額外的 DAT 文件 (DEF_INDH.DAT)，與2D內(nèi)容一樣。本次材料和DAT文件與2D案例一樣。

感應加熱階段，電磁線圈內(nèi)定義150kHz頻率的1200A感應電流進行齒輪加熱，加熱時間2s，然后關閉感應線圈，進行淬火冷卻，冷卻時間7s內(nèi)。

<p class="ql-align-justify">關鍵詞：感應加熱；電磁場；Maxwell；渦流效應；多物理場耦合</p><p class="ql-align-justify">感應加熱是一種利用電磁感應原理，通過交變電流在金屬工件中產(chǎn)生渦流使其加熱的過程。

感應加熱階段，電磁線圈內(nèi)定義150kHz頻率的1200A感應電流進行齒輪加熱，加熱時間2s，然后關閉感應線圈，進行淬火冷卻，冷卻時間7s內(nèi)。

改進曲線兼容性的方式有兩種：a) 感應線圈設計，以及 b) 感應線圈位置。從一開始就采用線圈設計方法：該設計采用圓柱和圓錐線圈匝數(shù)組合。它在設計初期即已展示出理想的效果。上圖b 曲線體現(xiàn)出很好的一致性。線圈位置導致碰撞結果：無法為適應所有變數(shù)找到最佳線圈位置。相關方面作出設計更改，將工藝流程中的感應線圈從爐頂加熱改為爐底加熱。設計更改可與時間步同步執(zhí)行，也可持續(xù)進行。

<p>本案例建立了一電磁感應加熱裝置，基于COMSOL軟件模擬了玩具熊制作過程中的電磁感應加熱過程，幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。

感應加熱是一種廣泛加工方式的理想選擇，此種工藝經(jīng)常被用于溫鍛/熱鍛前的預熱工序或熱處理工序。局部感應加熱可用于如表面硬化和退火工藝，通過控制加熱方式、深度和速度來提升產(chǎn)品性能。 感應加熱因快速、經(jīng)濟而常用于加熱材料方面，交替電流通過銅線圈而產(chǎn)生一種線圈附近的電磁場。

感應加熱階段，電磁線圈內(nèi)定義150kHz頻率的1200A感應電流進行齒輪加熱，加熱時間2s，然后關閉感應線圈，進行淬火冷卻，冷卻時間7s內(nèi)。 圖1 齒輪含空氣的簡化模型為正確計算電磁場，另外需要對齒輪周圍的空氣進行建模，齒輪附近的空氣已采用精細網(wǎng)格建模（接觸體：InnerAir和BelowGearAir），而遠離齒輪的空氣則采用粗網(wǎng)格建模（接觸體：OuterAir）。

本次介紹一個感應加熱同時進行淬火的一個例子。加熱線圈以指定的功率啟動加熱過程，并開始以指定的速度沿工件移動。工件的表層會在短時間內(nèi)升溫并發(fā)生相轉(zhuǎn)變。緊接著通過設置一個在淬火窗口（熱交換窗口）對已升溫部分進行淬火。加熱過程使得表面層轉(zhuǎn)變成奧氏體相，而淬火過程立即將這些表面層冷卻成馬氏體相。

（9）加料操作時，冷濕爐料應先烘干，不能直接加入熔液內(nèi)，金屬削在第一爐使用時最好避免用，因為金屬削能透入爐襯間隙；爐膛必須燒熱至1000℃左右時，方可倒入鐵液，爐膛的加熱可加入鐵塊感應加熱。 　?。?0）爐料凍結密封時間不能太長，以免引起爐子爆炸事故；燒結好爐襯后，宜用30～50％的額定功率，連續(xù)工作5爐以上。

總之，希望解決的是這樣一個問題：高頻時變電流感應加熱模擬如何設置？

圖14 打結密實的中頻爐爐底與爐壁 (4)烘烤與燒結:爐襯打結完成后在鋼模具內(nèi)加入廢鋼以增強感應圈加熱作用,鋼模具留在爐內(nèi),化鋼時同廢鋼一同熔化。第一次使用在加熱時,控制升溫速度,防止爐襯在燒結時產(chǎn)生裂紋。通過低功率送電產(chǎn)生較為平穩(wěn)的電磁力,使爐襯上下受熱均勻。從室溫至1630℃共烘烤了10h,烘烤良好,鋼水液面已經(jīng)達到正常工作液面。