Thermal Analyses for Induction Sintering of Powder Metal Compacts up to Sintering Temperature

Abstract

Induction sintering is developed as an alternative method to conventional sintering in order to sinter iron-based powder metal (PM) compacts. In this study, the 12 kW power and 30 kHz frequency induction-sintering machine is used for 3 wt.% copper-mixed iron. The effects of different shapes and sizes of the induction coil, and temperature differences on the PM compacts up to sintering temperature are investigated; these parameters are determined both theoretically and experimentally during induction sintering. Iron-based PM compacts are sintered at 1120°C. Induction sintering of iron-based PM compacts are simulated using a program to examine the effects of magnetic flux and temperature distribution in the sample over time. The results are compared with the experimental studies.

Индукционное спекание было разработано как альтернатива обычному спеканию, чтобы спекать прессовки порошковых материалов (ПМ) на основе железа. В данной работе использована индукционная агломерационная машина мощностью 12 кВт и частотой 30 кГц для спекания смеси железа с 3 масс.% меди. Исследованы влияния различных форм и размеров индукционных катушек, разниц температур на брикеты ПМ вплоть до температуры спекания; эти параметры были исследованы как теоретически, так и экспериментально во время индукционного спекания. Брикеты ПМ на основе железа спекались при 1120°C. Индукционное спекание брикетов ПМ на основе железа также смоделировано с использованием программы, которая исследует влияние магнитного потока и распределения температуры в образце со временем. Результаты сопоставлены с результатами экспериментальных исследований.

Індукційне спікання було розроблено як альтернатива звичайному спіканню, щоб спікати брикети порошкових матеріялів (ПМ) на основі заліза. В даній роботі використано індукційну аґломераційну машину потужністю у 12 кВт і частотою у 30кГц для спікання суміші заліза з 3 ваг.% міді. Досліджено впливи різних форм і розмірів індукційної шпулі, ріжниць температур на брикети ПМ аж до температури спікання; ті параметри було досліджено як теоретично, так й експериментально під час індукційного спікання. Брикети ПМ на основі заліза спікалися при 1120°C. Індукційне спікання брикетів ПМ на основі заліза також модельовано з використанням програми, яка досліджує впливи магнетного потоку та розподілу температури у зразку з часом. Результати порівняно з результатами експериментальних досліджень.