一 鍛造加熱概述
人類的一個(gè)重要特征，就是有利用自然、改造自然的能力。自石器時(shí)代后期，人類已經(jīng)發(fā)明了冶煉技術(shù)，學(xué)會(huì)了用金屬制造工具、武器，甚至裝飾品的能力。鑄造、鍛造技術(shù)方法也就開始了漫長的發(fā)展過程，歷史超過了兩千年。至今，該技術(shù)已深入人類生存的各個(gè)領(lǐng)域。
今日所稱的鍛造概念，包含自由鍛、模鍛、擠壓、軋制、冷鐓、冷沖和輾擴(kuò)等諸多工藝方法，除冷鐓、冷沖在常溫下進(jìn)行外，不論采用何種鍛造方法，都要將欲進(jìn)行鍛造的金屬坯料進(jìn)行預(yù)先加熱，以使金屬具有良好的塑性，較低的變形抗力。經(jīng)過鍛造的金屬，組織更為致密，具有更高的力學(xué)性能。
一般金屬鍛造坯料的加熱溫度，取決于金屬的再結(jié)晶溫度。鍛造的溫度與金屬的性質(zhì)密切相關(guān)。鋼的再結(jié)晶溫度約在460~C左右。300～800~C一般稱為溫鍛；鋼的熱鍛依據(jù)合金的差異一般界于800～1200~C。而對(duì)于鋁及鋁合金，一般的鍛造溫度在400~C左右；銅與銅合金的鍛造溫度在750～900℃ ；鈦及鈦合金的鍛造溫度，通常都要高于IO00~C。
不言而喻，金屬坯料鍛造前的加熱必須配備加熱設(shè)備。而加熱設(shè)備的配置主要取決于金屬本身對(duì)加熱溫度的工藝要求，滿足這些工藝要求的熱源有多種。原則上，凡是能使金屬溫度升高至鍛造工藝要求的熱源都可以利用，但選擇加熱設(shè)備仍然要考慮能源的經(jīng)濟(jì)性，加
熱設(shè)備建造的投入成本，加熱溫度控制的可能性、穩(wěn)定性，以及滿足環(huán)保所提出的要求。
鍛造加熱設(shè)備以其熱能源不同，分類如附圖所示。所要采用的加熱能源，要因地制宜，同時(shí)綜合考慮加熱金屬坯料自身的固有特性，以及加熱坯錠的尺寸、重量和批量等各種因素。
=、感應(yīng)加熱的基本原理
1 820年，H．C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；相反，磁場也會(huì)使切割磁力線的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感生電流，法拉第首先定量地確定了感生電動(dòng)勢(shì)與磁場的關(guān)系，建立了電磁感應(yīng)定律，也即法拉第定律；另一個(gè)重要的定律是電流使導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的關(guān)系，就是所謂的焦耳定律(定量的公式關(guān)系，限于篇幅不贅述)。電流通過線圈而產(chǎn)生交變磁場，使處于線圈中的金屬坯料產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故而金屬內(nèi)部產(chǎn)生電流，該電流的流動(dòng)過程要克服金屬坯料的自身電阻，產(chǎn)生焦耳熱。這個(gè)熱直接產(chǎn)生在加熱金屬坯料的內(nèi)部，因而這種加熱方法具有比其他方法加熱有更高的熱效率。值得注意的是，這種感應(yīng)加熱的方法，在金屬坯料的內(nèi)部電流分布是不均勻的，最大的電流密度出現(xiàn)在坯料的表層，即所謂的集膚效應(yīng)。不難看出這種加熱方法更適合加熱熱傳導(dǎo)良好的金屬，如鋁及鋁合金、銅及銅合金。使用感應(yīng)加熱的方法鋁及鋁合金的坯料直徑可以達(dá)到600ram以上。如我國山東叢林集團(tuán)的100MN擠壓機(jī)感應(yīng)加熱爐可加熱的鋁錠尺寸為4,560 mm x 1750mm；銅及銅合金坯料的直徑可達(dá)400mm，甚至更大些。鋼的熱傳導(dǎo)較差，所以大直徑的鋼坯料，不采用感應(yīng)加熱的方法。
三、感應(yīng)加熱的基本特點(diǎn)
感應(yīng)加熱爐的感應(yīng)線圈的內(nèi)徑大約為被加熱坯料直徑的1．2～1．3倍，矩形感應(yīng)加熱器的內(nèi)空間也是比坯料只大少許，以便于坯料通過為宜。因此，加熱的空間甚小，不需要火焰爐所必須的厚厚的絕熱層。因加熱快，也不需要一爐裝很多坯料，因此，感應(yīng)加熱爐具有如下的明顯特點(diǎn)：
(1)熱效率高，加熱快。不需要一般火焰爐開爐前緩慢的逐級(jí)升溫的預(yù)熱過程。一般只要短時(shí)間加熱3～5個(gè)坯料后(
人類的一個(gè)重要特征，就是有利用自然、改造自然的能力。自石器時(shí)代后期，人類已經(jīng)發(fā)明了冶煉技術(shù)，學(xué)會(huì)了用金屬制造工具、武器，甚至裝飾品的能力。鑄造、鍛造技術(shù)方法也就開始了漫長的發(fā)展過程，歷史超過了兩千年。至今，該技術(shù)已深入人類生存的各個(gè)領(lǐng)域。
今日所稱的鍛造概念，包含自由鍛、模鍛、擠壓、軋制、冷鐓、冷沖和輾擴(kuò)等諸多工藝方法，除冷鐓、冷沖在常溫下進(jìn)行外，不論采用何種鍛造方法，都要將欲進(jìn)行鍛造的金屬坯料進(jìn)行預(yù)先加熱，以使金屬具有良好的塑性，較低的變形抗力。經(jīng)過鍛造的金屬，組織更為致密，具有更高的力學(xué)性能。
一般金屬鍛造坯料的加熱溫度，取決于金屬的再結(jié)晶溫度。鍛造的溫度與金屬的性質(zhì)密切相關(guān)。鋼的再結(jié)晶溫度約在460~C左右。300～800~C一般稱為溫鍛；鋼的熱鍛依據(jù)合金的差異一般界于800～1200~C。而對(duì)于鋁及鋁合金，一般的鍛造溫度在400~C左右；銅與銅合金的鍛造溫度在750～900℃ ；鈦及鈦合金的鍛造溫度，通常都要高于IO00~C。
不言而喻，金屬坯料鍛造前的加熱必須配備加熱設(shè)備。而加熱設(shè)備的配置主要取決于金屬本身對(duì)加熱溫度的工藝要求，滿足這些工藝要求的熱源有多種。原則上，凡是能使金屬溫度升高至鍛造工藝要求的熱源都可以利用，但選擇加熱設(shè)備仍然要考慮能源的經(jīng)濟(jì)性，加
熱設(shè)備建造的投入成本，加熱溫度控制的可能性、穩(wěn)定性，以及滿足環(huán)保所提出的要求。
鍛造加熱設(shè)備以其熱能源不同，分類如附圖所示。所要采用的加熱能源，要因地制宜，同時(shí)綜合考慮加熱金屬坯料自身的固有特性，以及加熱坯錠的尺寸、重量和批量等各種因素。
=、感應(yīng)加熱的基本原理
1 820年，H．C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)；相反，磁場也會(huì)使切割磁力線的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感生電流，法拉第首先定量地確定了感生電動(dòng)勢(shì)與磁場的關(guān)系，建立了電磁感應(yīng)定律，也即法拉第定律；另一個(gè)重要的定律是電流使導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的關(guān)系，就是所謂的焦耳定律(定量的公式關(guān)系，限于篇幅不贅述)。電流通過線圈而產(chǎn)生交變磁場，使處于線圈中的金屬坯料產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故而金屬內(nèi)部產(chǎn)生電流，該電流的流動(dòng)過程要克服金屬坯料的自身電阻，產(chǎn)生焦耳熱。這個(gè)熱直接產(chǎn)生在加熱金屬坯料的內(nèi)部，因而這種加熱方法具有比其他方法加熱有更高的熱效率。值得注意的是，這種感應(yīng)加熱的方法，在金屬坯料的內(nèi)部電流分布是不均勻的，最大的電流密度出現(xiàn)在坯料的表層，即所謂的集膚效應(yīng)。不難看出這種加熱方法更適合加熱熱傳導(dǎo)良好的金屬，如鋁及鋁合金、銅及銅合金。使用感應(yīng)加熱的方法鋁及鋁合金的坯料直徑可以達(dá)到600ram以上。如我國山東叢林集團(tuán)的100MN擠壓機(jī)感應(yīng)加熱爐可加熱的鋁錠尺寸為4,560 mm x 1750mm；銅及銅合金坯料的直徑可達(dá)400mm，甚至更大些。鋼的熱傳導(dǎo)較差，所以大直徑的鋼坯料，不采用感應(yīng)加熱的方法。
三、感應(yīng)加熱的基本特點(diǎn)
感應(yīng)加熱爐的感應(yīng)線圈的內(nèi)徑大約為被加熱坯料直徑的1．2～1．3倍，矩形感應(yīng)加熱器的內(nèi)空間也是比坯料只大少許，以便于坯料通過為宜。因此，加熱的空間甚小，不需要火焰爐所必須的厚厚的絕熱層。因加熱快，也不需要一爐裝很多坯料，因此，感應(yīng)加熱爐具有如下的明顯特點(diǎn)：
(1)熱效率高，加熱快。不需要一般火焰爐開爐前緩慢的逐級(jí)升溫的預(yù)熱過程。一般只要短時(shí)間加熱3～5個(gè)坯料后(
