ФГУП ВНИИ ТОКОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ им.проф. В.П.Вологдина

1. ФГУП ВНИИ ТОКОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ им.проф. В.П.Вологдина

2. Применение электромагнитной обработки алюминия и его сплавов Горюшин Г. А., Добровольская В. И. , Иванов В. Н., Червинский В. И., (ВНИИТВЧ), Демидович В. Б., Рассказова И. И., Чмеленко Ф. В., (СПГЭТУ-ЛЭТИ), Санкт-Петербург

3. Методы электромагнитнойобработки алюминияв жидком и твердом состоянии • Плавка • Перемешивание • Зонная плавка и очистка • Термическая обработка • Нагрев под прессование • Нагрев перед тиксоформовкой • Высокочастотная сварка • Сепарация лома

4. Плавка алюминия • Индукционная плавка в графитовых тиглях Емкость тигля-до 250 кг Мощность-до 250 кВт Частота тока-2400--Гц

5. Малогабаритные печи для вакуумно-компрессионной плавки

6. Получение алюминия особой частоты марки А999 • Применение: • Платы микросхем • Волоконная оптика • Отражающие поверхности Зонная очистка материала основана на принципе сегрегации. На слитке методом индукционного нагрева создается локальная зона расплава, которую перемещают вдоль слитка. Примеси понижающие Тпл алюминия остаются в расплаве и перемещаются в конец слитка. Примеси повышающие Тпл внедряются в растущий кристалл и остаются в начале слитка .

7. Величина эффективного коэффициента распределения примеси определяется выражением: - коэффициент концентрации примесей в твердой и жидкой фазах; , где - скорость перемещения зоны плавления; - толщина диффузионного слоя; - коэффициент диффузии примеси в жидкости.

8. Производительность -2500кг/год при годовом ресурсе-7000часов Непрерывный цикл-200часовЗагрузка-100 кгМощность-100 кВтРасход электроэнергии- 200кВт*час/кг Установка для зонной очисткиалюминия «Кристалл 806»

9. Индукционный нагрев в Тиксотехнологиях • Реолитье (Rheocasting)-электромагнитное перемешивание расплава в зоне кристаллизации при полунепрерывном литье слитков • Нагрев (Нeating) заготовки до двухфазного (жидко-твердого) состояния с последующей тиксоформовкой (Thixoforming)

10. Схема Тиксо-процесса

11. Индукционный нагрев • Управляемость процесса • Регулирование и стабилизация напряжения • Равномерность распределения температуры • Разработка двумерной электротепловой модели индукционного нагревателя • Оптимизация конструкции индуктора • Контроль температуры

12. Образец детали полученной тиксоформовкой

13. Проектирование и преимущества многослойных индукторов для нагрева заготовок перед прессованием • При питании нагревателя от сети для согласования напряжения сети и индуктора применяются согласующие трансформатоы либо 2-3-х слойные концентрические индукторы с отпайками на наружном слое. • Недостатки:низкие ремонтнопригодность и КПД Многослойный индуктор из отдельных галет Преимущество: -высокая ремонтнопригодность -высокий КПД -различные варианты соединения галет между собой

14. . Оптимальная толщина для N-слойного индуктора определяется по формуле , где δ1 – глубина проникновения тока в материал индуктора, g–коэффициент заполненияобмотки по длине индуктора. Оптимальные толщины токопровода, изготовленного из меди и из алюминия ( Длина слитка-1000 мм,диаметр-300 мм) КПД 7-слойного индуктора из алюминия отличается от КПД 5-слойного индуктора из меди на 1,5%

15. Индуктор с многослойной катушкой галетного типа

16. Распределение удельной мощности вдоль слитка Красная линия-3-х фазный 3- секционный индуктор Синяя линия- однофазный 3-х секционный индуктор Зеленая линия- галетный индуктор с питанием от тиристорного преобразователя с частотой 50Гц

17. Питание индуктора от тиристорного преобразователя с частотой тока 50Гц • Преимущества: • Равномерность распределения температуры по длине слитка • Плавное регулирование напряжения на индукторе • Возможность регулирования и стабилизации температуры слитка • Симметричная загрузка 3-х фазной сети