Повърхностно втвърдяване с tvc. Оборудване за втвърдяване на твч

Индукционното нагряване се осъществява чрез поставяне на детайла близо до проводник на променлив електрически ток, наречен индуктор. При преминаване през индукторния ток висока честота(HFC) се създава електромагнитно поле и ако в това поле се намира метален продукт, тогава в него се възбужда електродвижеща сила, която кара променлив ток със същата честота да преминава през продукта като тока на индуктора.

По този начин се предизвиква термичен ефект, който причинява нагряване на продукта. Топлинната мощност P, освободена в нагрятата част, ще бъде равна на:

където K е коефициент, зависещ от конфигурацията на продукта и размера на междината, образувана между повърхностите на продукта и индуктора; Iin - сила на тока; f - честота на тока (Hz); r - електрическо съпротивление (Ohm · cm); m - магнитна проницаемост (H / E) на стоманата.

Процесът на индукционно нагряване е значително повлиян от физическо явление, наречено повърхностен (кожен) ефект: токът се индуцира главно в повърхностните слоеве, а при високи честоти плътността на тока в сърцевината на детайла е ниска. Дълбочината на нагретия слой се изчислява по формулата:

Увеличаването на честотата на тока ви позволява да концентрирате значителна мощност в малък обем от нагрятия детайл. Благодарение на това се осъществява високоскоростно (до 500 C / sec) отопление.

Параметри на индукционно нагряване

Индукционното отопление се характеризира с три параметъра: специфична мощност, продължителност на нагряване и честота на тока. Специфичната мощност е мощността, преобразувана в топлина на 1 cm2 от повърхността на нагретия метал (kW / cm2). Скоростта на нагряване на продукта зависи от стойността на специфичната мощност: колкото по-висока е тя, толкова по-бързо се извършва нагряването.

Времето за нагряване определя общото количество пренесена топлинна енергия и следователно достигнатата температура. Също така е важно да се вземе предвид честотата на тока, тъй като дълбочината на втвърдения слой зависи от това. Честотата на тока и дълбочината на нагретия слой са в обратна връзка (втора формула). Колкото по-висока е честотата, толкова по-малък е обемът на нагретия метал. Избирайки стойността на специфичната мощност, продължителността на нагряване и честотата на тока, е възможно да се променят крайните параметри на индукционното нагряване в широк диапазон - твърдостта и дълбочината на втвърдения слой по време на закаляване или нагрятия обем по време на нагряване за щамповане.

На практика контролираните параметри на нагряване са електрическите параметри на генератора на ток (мощност, ток, напрежение) и продължителността на нагряване. С помощта на пирометри може да се регистрира и температурата на нагряване на метала. Но по-често няма нужда от постоянен контрол на температурата, тъй като е избран оптималният режим на отопление, който осигурява постоянно качество на втвърдяване или нагряване на HFC. Оптималният режим на втвърдяване се избира чрез промяна на електрическите параметри. По този начин се втвърдяват няколко части. По-нататък частите се подлагат на лабораторен анализ с фиксиране на твърдостта, микроструктурата, разпределението на втвърдения слой в дълбочина и равнина. При преохлаждане се наблюдава остатъчен ферит в структурата на хипоевтектоидните стомани; при прегряване се получава грубо-игловиден мартензит. Признаците за дефекти при нагряване на HDTV са същите като когато класически технологиитоплинна обработка.

По време на повърхностно втвърдяване с HFC, нагряването се извършва до по-висока температура, отколкото при конвенционалното насипно втвърдяване. Това се дължи на две причини. Първо, при много висока скорост на нагряване се повишават температурите на критичните точки, при които се извършва преходът на перлит към аустенит, и второ, необходимо е тази трансформация да има време да завърши за много кратко време на нагряване и задържане.

Въпреки факта, че нагряването по време на високочестотно закаляване се извършва до по-висока температура, отколкото при нормално закаляване, металът не се прегрява. Това се дължи на факта, че зърното в стоманата просто няма време да нарасне за много кратък период от време. Трябва също да се отбележи, че в сравнение с обемното закаляване, твърдостта след втвърдяване с HFC е по-висока с около 2-3 HRC единици. Това осигурява по-висока устойчивост на износване и повърхностна твърдост на детайла.

Предимства на високочестотното гасене

висока производителност на процеса
лекота на регулиране на дебелината на втвърдения слой
минимално изкривяване
почти пълна липса на шлака
възможността за пълна автоматизация на целия процес
възможността за поставяне на втвърдителен блок в потока на обработка.

Най-често на повърхностно високочестотно втвърдяване се подлагат детайли от въглеродна стомана със съдържание 0,4-0,5% C. Тези стомани след закаляване имат повърхностна твърдост HRC 55-60. При по-високо съдържание на въглерод съществува риск от напукване поради внезапно охлаждане. Наред с въглеродната стомана се използват и нисколегирани хромови, хром-никелови, хром-силициеви и други стомани.

Оборудване за извършване на индукционно втвърдяване (HFC)

Индукционното втвърдяване изисква специални технологично оборудване, който включва три основни блока: източник на енергия - генератор на високочестотни токове, индуктор и устройство за движещи се части в машината.

Генератор на високочестотен ток е електрически машини, които се различават по физическите принципи на образуване на електрически ток в тях.

Електронни устройства, работещи на принципа на вакуумни тръби, които преобразуват постоянен ток в променлив ток с повишена честота - тръбни генератори.
Електромашинни устройства, работещи на принципа на насочване на електрически ток в проводник, движещ се в магнитно поле, преобразуващ трифазен ток с индустриална честота в променлив ток с повишена честота - машинни генератори.
Полупроводникови устройства, работещи на принципа на тиристорни устройства, които преобразуват постоянен ток в променлив ток с повишена честота - тиристорни преобразуватели (статични генератори).

Генераторите от всички видове се различават по честота и мощност на генерирания ток

Типове генератори Мощност, kW Честота, kHz Ефективност

Тръба 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Машина 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Тиристор 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Повърхностното втвърдяване на малки части (игли, контакти, пружинни накрайници) се извършва с помощта на микроиндукционни генератори. Честотата, генерирана от тях, достига 50 MHz, времето за нагряване за втвърдяване е 0,01-0,001 s.

HFC методи за втвърдяване

Според производителността на нагряване се разграничават индукционно непрекъснато-последователно втвърдяване и едновременно втвърдяване.

Непрекъснато последователно втвърдяванеизползва се за дълги части с постоянно напречно сечение (валове, оси, плоски повърхности на дълги продукти). Нагретата част се движи в индуктора. Частта от детайла, която се намира в определен момент в зоната на влияние на индуктора, се нагрява до температурата на втвърдяване. На изхода от индуктора секцията навлиза в зоната за охлаждане на спрей. Недостатъкът на този метод на нагряване е ниската производителност на процеса. За да се увеличи дебелината на втвърдения слой, е необходимо да се увеличи продължителността на нагряване чрез намаляване на скоростта на движение на детайла в индуктора. Едновременно втвърдяванепредполага еднократно нагряване на цялата повърхност, която ще се втвърдява.

Ефект на самозакаляване след закаляване

След приключване на нагряването повърхността се охлажда чрез душ или струя вода директно в индуктора или в отделно охлаждащо устройство. Това охлаждане позволява гасене на всяка конфигурация. Чрез измерване на охлаждането и промяна на неговата продължителност е възможно да се реализира ефектът от самозакаляването на стоманата. Този ефект се състои в отвеждане на топлината, натрупана по време на нагряване в сърцевината на детайла към повърхността. С други думи, когато повърхностният слой се охлади и претърпи мартензитна трансформация, определено количество топлинна енергия все още се съхранява в подповърхностния слой, чиято температура може да достигне ниската температура на закаляване. След спиране на охлаждането тази енергия ще бъде насочена към повърхността поради температурната разлика. По този начин няма нужда от допълнителни операции за закаляване на стомана.

Проектиране и производство на индуктори за HFC втвърдяване

Индукторът е направен от медни тръби, през които по време на нагряване преминава вода. Това предотвратява прегряване и изгаряне на дроселите по време на работа. Изработват се и индуктори, комбинирани с втвърдително устройство - пулверизатор: на вътрешната повърхност на такива индуктори има дупки, през които охлаждащата течност тече към нагрятата част.

За равномерно нагряване е необходимо индукторът да се произведе по такъв начин, че разстоянието от индуктора до всички точки на повърхността на продукта да е еднакво. Обикновено това разстояние е 1,5-3 мм. При гасене на продукт с проста форма това условие се изпълнява лесно. За равномерно втвърдяване частта трябва да се премести и (или) да се завърти в индуктора. Това се постига чрез използване на специални устройства - центрове или маси за втвърдяване.

Разработването на дизайна на индуктора предполага преди всичко определянето на неговата форма. В този случай те се отблъскват от формата и размерите на втвърдения продукт и метода на втвърдяване. Освен това при производството на индуктори се взема предвид естеството на движението на частта спрямо индуктора. Икономичността и ефективността на отоплението също се вземат предвид.

Охлаждането на части може да се използва по три начина: водно пръскане, воден поток, частично потапяне в втвърдяваща среда. Охлаждането на душа може да се извършва както в индуктори-пръскачки, така и в специални охладителни камери. Охлаждането чрез поток позволява създаване на свръхналягане от порядъка на 1 атм, което допринася за по-равномерно охлаждане на детайла. За да се осигури интензивно и равномерно охлаждане, е необходимо водата да се движи по охладената повърхност със скорост 5-30 m / s.

Силата на елементите е особено критична стоманени конструкциидо голяма степен зависи от състоянието на възлите. Повърхността на частите играе важна роля. За да му се придаде необходимата твърдост, издръжливост или якост, се извършват операции по термична обработка. Повърхността на частите се втвърдява по различни методи. Един от тях е втвърдяване с високочестотни токове, тоест високочестотен ток. Това е един от най-разпространените и високопродуктивни начини при масово производство на различни конструктивни елементи.

Такава термична обработка се прилага както за целите части, така и за отделните им зони. В този случай целта е да се постигнат определени нива на здравина, като по този начин се увеличи експлоатационният живот и производителността.

Технологията се използва за укрепване на възлите на технологично оборудване и транспорт, както и при закаляване на различни инструменти.

Същността на технологията

HFC втвърдяването е подобряване на якостните характеристики на детайла поради способността на електрически ток (с променлива амплитуда) да прониква в повърхността на детайла, подлагайки го на нагряване. Дълбочината на проникване поради магнитното поле може да бъде различна. Едновременно с повърхностното нагряване и втвърдяване сърцевината на сглобката може изобщо да не се нагрява или само леко да повиши температурата си. Повърхностният слой на детайла образува необходимата дебелина, достатъчна за преминаване на електрически ток. Този слой представлява дълбочината на проникване на електрическия ток.

Експериментите са доказали това увеличаването на честотата на тока допринася за намаляване на дълбочината на проникване... Този факт отваря възможности за регулиране и получаване на детайли с минимален закален слой.

Термичната обработка на HDTV се извършва в специални инсталации – генератори, умножители, честотни преобразуватели, които дават възможност за настройка в необходимия диапазон. В допълнение към честотните характеристики, крайното втвърдяване се влияе от размерите и формата на детайла, материала на производство и използвания индуктор.

Разкри се и следната закономерност – колкото по-малък е продуктът и по-проста е неговата форма, толкова по-добре протича процесът на втвърдяване. Това също така намалява общата консумация на енергия на инсталацията.

Меден индуктор. Често има допълнителни отвори на вътрешната повърхност за подаване на вода по време на охлаждане. В този случай процесът е придружен от първично нагряване и последващо охлаждане без захранване. Конфигурациите на индукторите са различни. Избраното устройство е пряко зависимо от обработвания детайл. На някои единици липсват дупки. В такава ситуация детайлът се охлажда в специален охлаждащ резервоар.

Основното изискване за процеса на HFC втвърдяване е да се поддържа постоянна междина между индуктора и продукта. При поддържане на посочения интервал качеството на втвърдяване става най-високо.

Укрепването може да се извърши по един от начините:

Непрекъснато-последователно: частта е неподвижна, а индукторът се движи по оста си.
Едновременно: продуктът се движи, а индукторът е обратно.
Последователно: различните части се обработват последователно.

Характеристики на индукционната инсталация

Устройството за закаляване на HDTV е високочестотен генератор заедно с индуктор. Обработваният детайл се намира както в самия индуктор, така и до него. Това е намотка, върху която е навита медна тръба.

Променлив електрически ток, когато преминава през индуктор, създава електромагнитно поле, което прониква в детайла. Провокира развитието на вихрови токове (токове на Фуко), които преминават в структурата на детайла и повишават неговата температура.

Основната характеристика на технологията- проникване на вихров ток в повърхностната структура на метала.

Увеличаването на честотата отваря възможности за концентриране на топлина в малка площ от детайла. Това увеличава скоростта на повишаване на температурата и може да достигне до 100 - 200 градуса/сек. Степента на твърдост се увеличава до 4 единици, което се изключва по време на насипно втвърдяване.

Индукционно нагряване - характеристики

Степента на индукционно нагряване зависи от три параметъра - специфична мощност, време на нагряване, честота на електрическия ток. Мощността определя времето, прекарано за нагряване на детайла. Съответно при по-голяма стойност се изразходва по-малко време.

Времето за нагряване се характеризира с общото количество консумирана топлина и разработената температура. Честотата, както бе споменато по-горе, определя дълбочината на проникване на течения и образувания втвърдяем слой. Тези характеристики са обратно свързани. С увеличаване на честотата обемната плътност на нагрятия метал намалява.

Именно тези 3 параметъра позволяват в широк диапазон да регулирате степента на твърдост и дълбочината на слоя, както и обема на нагряване.

Практиката показва, че се контролират характеристиките на генератора (стойности на напрежение, мощност и ток), както и времето за нагряване. Степента на нагряване на детайла може да се следи с помощта на пирометър. Като цяло обаче не се изисква непрекъснат контрол на температурата, т.к има оптимални HDTV режими на отопление, които гарантират стабилно качество. Подходящият режим се избира, като се вземат предвид променените електрически характеристики.

След закаляване продуктът се изпраща в лабораторията за изследване. Изследват се твърдостта, структурата, дълбочината и равнината на разпределения втвърден слой.

HFC повърхностно втвърдяване придружено от страхотно отоплениев сравнение с конвенционалния процес. Това се обяснява по следния начин. На първо място, високата скорост на повишаване на температурата има тенденция да увеличава критичните точки. Второ, необходимо е в краткосроченза да се осигури завършването на трансформацията на перлита в аустенит.

Високочестотното втвърдяване, в сравнение с конвенционалния процес, е придружено от по-високо нагряване. Металът обаче не прегрява. Това се обяснява с факта, че гранулираните елементи в стоманената конструкция нямат време да растат за минимално време. Освен това обемното втвърдяване има якост по-ниска от 2-3 единици. След HFC втвърдяване детайлът има по-висока износоустойчивост и твърдост.

Как се избира температурата?

Спазването на технологията трябва да бъде придружено от правилния избор на температурния диапазон. По принцип всичко ще зависи от метала, който се обработва.

Стоманата е разделена на няколко вида:

Хипоевтектоид - съдържание на въглерод до 0,8%;
Хиперевтектоид - повече от 0,8%.

Хиперевтектоидната стомана се нагрява до стойност, малко по-висока от необходимата за превръщане на перлит и ферит в аустенит. Диапазон от 800 до 850 градуса. След това частта с висока скоростохладено. След рязко охлаждане аустенитът се превръща в мартензит, който има висока твърдост и здравина. При кратко време на излагане се получава аустенит с финозърнеста структура, както и фин иголен мартензит. Стоманата получава висока твърдост и ниска крехкост.

Хиперевтектоидната стомана се нагрява по-малко. Диапазонът е от 750 до 800 градуса. В този случай се извършва непълно втвърдяване. Това се обяснява с факта, че такава температура позволява поддържането на определен обем циментит в структурата, който има по-висока твърдост в сравнение с мартензита. При бързо охлаждане аустенитът се превръща в мартензит. Циментитът се запазва от малки включвания. Зоната също така запазва ненапълно разтворен въглерод, който се е превърнал в твърд карбид.

Технологични предимства

Режими на управление;
Замяна на легирана стомана с въглеродна стомана;
Еднакъв процес на загряване на продукта;
Възможността да не се нагрява цялата част напълно. Намалена консумация на енергия;
Висока получена якост на обработвания детайл;
Процесът на окисление не настъпва, въглеродът не се изгаря;
Без микропукнатини;
Няма изкривени точки;
Нагряване и втвърдяване на определени зони от продукти;
Намаляване на времето, прекарано в процедурата;
Внедряване в производството на части за HFC инсталации в технологични линии.

Недостатъци

Основният недостатък на тази технология е значителната цена на инсталацията. Поради тази причина целесъобразността на приложението е оправдана само при широкомащабно производство и изключва възможността за извършване на работа със собствените си ръце у дома.

Научете повече за работата и принципа на работа на инсталацията в представените видеоклипове.

Много критични части работят върху абразия и едновременно са изложени ударни натоварвания... Такива части трябва да имат висока повърхностна твърдост, добра устойчивост на износване и в същото време да не са крехки, тоест да не се разрушават от удари.

Високата повърхностна твърдост на частите при запазване на здрава и здрава сърцевина се постига чрез повърхностно втвърдяване.

От съвременните методи за повърхностно втвърдяване най-често срещаните в машиностроенето са следните: втвърдяванепри нагряване високочестотни токове (HFC); пламъчно втвърдяване и втвърдяване в електролит.

Изборът на този или онзи метод на повърхностно втвърдяване се определя от технологичната и икономическата осъществимост.

Закаляване при нагряване от високочестотни токове.Този метод е един от най-ефективните методи за повърхностно втвърдяване на метали. Откриването на този метод и развитието на неговите технологични основи принадлежи на талантливия руски учен В. П. Вологдин.

Високочестотното отопление се основава на следното явление. Когато променлив електрически ток с висока честота преминава през меден индуктор, около последния се образува магнитно поле, което прониква в стоманената част, разположена в индуктора, и индуцира вихрови токове на Фуко в нея. Тези токове причиняват нагряване на метала.

Функция за отопление HDTVе, че вихровите токове, индуцирани в стоманата, не се разпределят равномерно върху секцията на детайла, а се изтласкват обратно на повърхността. Неравномерното разпределение на вихровите токове води до неравномерното му нагряване: повърхностните слоеве много бързо се нагряват до високи температури, а сърцевината или изобщо не се нагрява, или се нагрява само леко поради топлопроводимостта на стоманата. Дебелината на слоя, през който протича токът, се нарича дълбочина на проникване и се обозначава с буквата δ.

Дебелината на слоя зависи главно от честотата на променливия ток, съпротивлението на метала и магнитната пропускливост. Тази зависимост се определя от формулата

δ = 5,03-10 4 корен от (ρ / μν) мм,

където ρ е електрическото съпротивление, ohm mm 2 / m;

μ, - магнитна проницаемост, gs/e;

v - честота, hz

Формулата показва, че с увеличаване на честотата дълбочината на проникване на индукционните токове намалява. Високочестотен ток за индукционно нагряване на части се получава от генератори.

При избора на текущата честота, в допълнение към нагретия слой, е необходимо да се вземе предвид формата и размерите на детайла, за да се получи висококачествено повърхностно втвърдяване и икономично използване електрическа енергиявисокочестотни инсталации.

Медните индуктори са от голямо значение за висококачественото нагряване на частите.

Най-често срещаните индуктори имат система от малки отвори от вътрешната страна, през които се подава охлаждаща вода. Такъв индуктор е едновременно нагревателно и охлаждащо устройство. Веднага след като частта, поставена в индуктора, се нагрее до определената температура, токът автоматично ще се изключи и водата ще изтече от отворите на индуктора и ще използва спрей (воден душ) за охлаждане на повърхността на детайла.

Частите могат да се нагряват и в индуктори, които нямат дроселно устройство. В такива индуктори частите след нагряване се изхвърлят в охлаждащ резервоар.

HFC втвърдяването се извършва главно чрез едновременни и непрекъснато-последователни методи. При едновременния метод закалената част се върти вътре в стационарен индуктор, чиято ширина е равна на частта, която ще се закалява. Когато предварително определеното време за нагряване изтече, релето за време изключва тока от генератора, а другото реле, блокирано с първото, включва подаването на вода, което в малки, но силни струи избухва от отворите на индуктора и охлажда детайла.

При непрекъснато-последователния метод частта е неподвижна, а индукторът се движи по нея. В този случай се извършва последователно нагряване на детайла, който трябва да се втвърди, след което зоната попада под поток вода от устройство за пръскане, разположено на известно разстояние от индуктора.

Плоските части се закаляват в контурни и зигзагообразни индуктори, а зъбните колела с малък модул - в пръстеновидни индуктори едновременно. Макроструктура на закаления слой на фино модулно автомобилно зъбно колело от стомана PPZ-55 (стомана с ниска закаливаемост). Микроструктурата на закаления слой е фин игловиден мартензит.

Твърдостта на повърхностния слой на детайлите, закалени чрез високочестотен ток, се получава с 3-4 единици HRC по-висока от твърдостта при конвенционалното насипно втвърдяване.

За да се увеличи здравината на сърцевината, частите се подобряват или нормализират преди HFC втвърдяване.

Използването на HFC нагряване за повърхностно втвърдяване на машинни части и инструменти може драстично да намали продължителността на процеса на топлинна обработка. Освен това този метод дава възможност да се произвеждат механизирани и автоматизирани възли за закаляване на детайли, които се монтират в общия поток на обработващите цехове. В резултат на това няма нужда от транспортиране на части до специални термични цехове и е осигурена ритмичната работа на производствените линии и монтажните конвейери.

Повърхностно втвърдяване с пламък.Този метод се състои в нагряване на повърхността на стоманени части с ацетиленово-кислороден пламък до температура, която надвишава горната критична точка с 50-60 ° C. A C 3 , последвано от бързо охлаждане с воден душ.

Същността на процеса на пламъчно втвърдяване е, че топлината, подадена от газовия пламък от горелката към детайла, който ще се закалява, се концентрира върху повърхността му и значително надвишава количеството топлина, разпространявано дълбоко в метала. В резултат на такова температурно поле повърхността на детайла първо се нагрява бързо до температурата на втвърдяване, след това се охлажда, а сърцевината на детайла практически остава незакалена и след охлаждане не променя структурата и твърдостта си.

Пламъчното втвърдяване се използва за укрепване и повишаване на износоустойчивостта на такива големи и тежки стоманени части като колянови валове на механични преси, груби зъбни колела, зъби на кофи на багер и др. В допълнение към стоманените части, части от сив и перлитен чугун, напр. водачи за легло за металорежещи машини.

Пламъчното втвърдяване е разделено на четири вида:

а) последователно, когато горелката за гасене с охлаждаща течност се движи по повърхността на неподвижния детайл, който се обработва;

б) закаляване с въртене, при което горелката с охлаждащата течност остава неподвижна, а закалената част се върти;

в) последователно с въртенето на детайла, когато детайлът се върти непрекъснато и по него се движи гасителна горелка с охлаждаща течност;

г) локален, при който неподвижната част се нагрява до предварително определена температура на закаляване от неподвижна горелка, след което се охлажда от струя вода.

Метод за гасене на пламък на валяк, който се върти с определена скорост, докато горелката остава неподвижна. Температурата на нагряване се контролира с милископ.

В зависимост от предназначението на детайла, дълбочината на втвърдения слой обикновено се приема равна на 2,5-4,5 мм

Основните фактори, влияещи върху дълбочината на закаляване и структурата на закалената стомана са: скоростта на движение на закалената горелка спрямо закалената част или част спрямо горелката; скорост на излизане на газа и температура на пламъка.

Изборът на закалителни машини зависи от формата на частите, метода на закаляване и посочения брой части. Ако трябва да втвърдите части с различни форми и размери и в малки количества, тогава е по-целесъобразно да използвате универсални машини за закаляване. Във фабриките обикновено се използват специални инсталации и стругове.

За втвърдяване се използват два вида горелки: модулни с модул от M10 до MZ0 и многопламъчни със сменяеми накрайници с ширина на пламъка от 25 до 85 мм. Конструктивно горелките са подредени по такъв начин, че отворите за газовия пламък и охлаждащата вода са разположени в един ред, успоредно. Водата се подава към горелките от водопроводната мрежа и служи едновременно за втвърдяване на детайлите и охлаждане на мундщука.

Като горими газове се използват ацетилен и кислород.

След пламъчно втвърдяване микроструктурата в различните зони на детайла е различна. Втвърденият слой получава висока твърдост и остава чист, без никакви признаци на окисляване и обезвъглеродяване.

Преходът на структурата от повърхността на детайла към сърцевината става плавно, което е от голямо значение за повишаване на експлоатационната издръжливост на частите и напълно елиминира вредните явления - напукване и отлепване на втвърдени метални слоеве.

Твърдостта се променя в зависимост от структурата на втвърдения слой. На повърхността на детайла е 56-57 HRC, и след това намалява до твърдостта, която е имала частта преди повърхностното втвърдяване. Доставя Високо качествовтвърдяване, получаване на равномерна твърдост и повишена якост на сърцевината, отливите и кованите части се отгряват или нормализират в съответствие с обикновените режими преди пламъчно втвърдяване.

Повърхностно отзадвтвърдяване в електролит.Същността на това явление е, че ако през електролита премине постоянен електрически ток, тогава на катода се образува тънък слой, състоящ се от най-малките водородни мехурчета. Поради лошата електрическа проводимост на водорода съпротивлението при преминаване на електрически ток се увеличава значително и катодът (част) се нагрява до висока температура, след което се гаси. Като електролит обикновено се използва воден 5-10% разтвор на калцинирана сода.

Процесът на втвърдяване е прост и е както следва. Частта, която трябва да се втвърди, се потапя в електролита и се свързва към отрицателния полюс на генератор на постоянен ток с напрежение 200-220 vи плътност 3 - 4 a / cm 2,в резултат на което се превръща в катод. В зависимост от това коя част от детайла е повърхностно закалена, детайлът се потапя до определена дълбочина. Частта се нагрява за няколко секунди и токът се изключва. Охлаждащата среда е същият електролит. И така, електролитната баня служи както като нагревателна пещ, така и като охлаждащ резервоар.

Закалителна инсталация за отопление t. V. ч. се състои от генератор т.нар. ч.,

понижаващ трансформатор, кондензаторни банки, индуктор, машинен инструмент (понякога машината се заменя с устройство за задвижване на част или индуктор) и оборудване, което носи спомагателна услуга (реле за време, реле за управление на подаването на охлаждаща течност, сигнализация , блокиращи и регулиращи устройства).

В разглежданите инсталации такива генератори т.в.ч.при средни честоти (500-10000 Hz), машинни генератори и напоследък статични преобразуватели от тиристорен тип; при високи честоти (60 000 Hz и повече) тръбни генератори. Обещаващ вид генератори са йонните преобразуватели, така наречените екситронни генератори. Те ви позволяват да сведете до минимум загубите на енергия.

На фиг. 5 е показана схема на инсталация с машинен генератор. Освен машинния генератор 2 и двигател 3 с възбудител 1 инсталацията съдържа понижаващ трансформатор 4, кондензаторни банки 6 и индуктор 5. Трансформаторът понижава напрежението до безопасно (30-50 V) и в същото време увеличава силата на тока 25-30 пъти, като го довежда до 5000-8000 A.

Снимка 5 Снимка 6

Таблица 1 Видове и конструкции на индуктори

На фиг. 6 е показан пример за втвърдяване с многооборотна индуктор. Втвърдяването се извършва, както следва:

Частта е поставена вътре в стационарен индуктор. С пускането на HDTV апарата частта започва да се върти около оста си и в същото време се нагрява, след което с помощта на автоматизирано управление се подава течност (вода) и се охлажда. Целият процес продължава от 30-45 секунди.

HFC закаляването е вид топлинна обработка на метала, в резултат на което твърдостта се увеличава значително и материалът губи своята пластичност. Разликата между HFC закаляването и другите методи на закаляване е, че нагряването се извършва с помощта на специални HFC инсталации, които действат върху частта, предназначена за втвърдяване с високочестотни токове. HFC гасене има много предимства, като основното е пълен контрол върху нагряването. Използването на тези комплекси за втвърдяване може значително да подобри качеството на продуктите, тъй като процесът на втвърдяване се извършва в напълно автоматичен режим, работата на оператора се състои само в закрепване на вала и стартиране на работния цикъл на машината.

5.1 Предимства на индукционно втвърдяващи комплекси (индукционни отоплителни инсталации):

HFC втвърдяването може да се извърши с точност до 0,1 mm

Осигурявайки равномерно нагряване, индукционното втвърдяване ви позволява да постигнете идеално разпределение на твърдостта по цялата дължина на вала

Високата твърдост на HFC закаляване се постига чрез използването на специални индуктори с водопроводи, които охлаждат вала веднага след загряване.

Оборудването за охлаждане на HFC (охлаждащи пещи) се избира или произвежда в стриктно съответствие с техническите спецификации.

6.Очистване на котлен камък в машини за струйно бластиране

В машините за дробеструйна обработка частите се почистват от котлен камък със струя от чугун или стомана. Струята се създава от сгъстен въздух с налягане 0,3-0,5 MPa (пневматично струйно бластиране) или бързо въртящи се работни колела (механично почистване с лопатки).

В пневматично бластиранев инсталациите може да се използва както дробен, така и кварцов пясък. В последния случай обаче се образува голямо количество прах, достигащо 5-10% от масата на частите, които трябва да бъдат почистени. Попадайки в белите дробове на обслужващия персонал, кварцовият прах причинява професионална болест - силикоза. Следователно този метод се използва в изключителни случаи. При взривяване налягането на сгъстен въздух трябва да бъде 0,5-0,6 MPa. Чугунената стрела се прави чрез леене на течно желязо във вода чрез пръскане на струя чугун със сгъстен въздух, последвано от сортиране на сита. Изстрелът трябва да има структура от бял чугун с твърдост 500 HB, размерите му са в диапазона от 0,5-2 мм. Консумацията на чугун е само 0,05-0,1% от масата на частите. При почистване със сачма се получава по-чиста повърхност на детайла, постига се по-голяма производителност на апарата и се осигуряват по-добри условия на работа, отколкото при почистване с пясък. За да предпазят околната атмосфера от прах, дробеструйните машини са оборудвани със затворени качулки с подобрена изпускателна вентилация. Според санитарните стандарти максимално допустимата концентрация на прах не трябва да надвишава 2 mg / m3. Транспортирането на стрелба в съвременни инсталации е напълно механизирано.

Основната част от пневматичната инсталация е машина за дробеструйна обработка, която може да бъде инжекционна и гравитачна. Най-простата еднокамерна машина за инжекционно бластиране (фиг. 7) е цилиндър 4, с фуния за изстрел отгоре, херметически затворен с капак 5. В долната част цилиндърът завършва с фуния, отворът от която води до смесителната камера 2. Изстрелът се подава от въртяща се клапа 3. Сгъстен въздух се подава в смесителната камера през клапан 1, който улавя изстрела и го транспортира през гъвкав маркуч 7 и дюза 6 за детайли. Изстрелът е под налягане на сгъстен въздух, докато изтича от дюзата, което повишава ефективността на абразивната струя. В апарата с описания еднокамерен дизайн сгъстен въздух трябва временно да бъде изключен, когато се попълни с изстрел.

Високочестотният ток се генерира в инсталацията благодарение на индуктора и позволява нагряване на продукта, поставен в непосредствена близост до индуктора. Индукционната машина е идеална за втвърдяване на метални изделия. Именно в HDTV инсталацията е възможно ясно да се програмират: необходимата дълбочина на проникване на топлина, време за втвърдяване, температура на нагряване и процес на охлаждане.

За първи път се използва индукционно оборудване за закаляване след предложение на V.P. Володин през 1923 г. След дълги опити и тестове, HFC отоплението се използва за втвърдяване на стомана от 1935 г. HFC инсталациите за втвърдяване са далеч най-продуктивният начин за топлинна обработка на метални изделия.

Защо индукционната машина е по-подходяща за втвърдяване

HFC втвърдяването на метални части се извършва, за да се увеличи устойчивостта на горния слой на продукта към механични повреди, докато центърът на детайла има повишен вискозитет. Важно е да се отбележи, че сърцевината на продукта остава напълно непроменена по време на HFC втвърдяване.
Индукционната инсталация има много много важни предимства в сравнение с алтернативните видове отопление: ако по-рано HDTV инсталациибяха по-тромави и неудобни, но сега този недостатък беше коригиран и оборудването стана универсално за топлинна обработка на метални изделия.

Предимства на индукционното оборудване

Един от недостатъците на индукционния втвърдител е невъзможността за обработка на някои продукти със сложна форма.

Разновидности на втвърдяване на метали

Има няколко вида закаляване на метали. За някои продукти е достатъчно металът да се нагрее и веднага да се охлади, докато за други е необходимо да се държи при определена температура.
Има следните видове втвърдяване:

Стационарно втвърдяване: използва се като правило за части с малка плоска повърхност. Позицията на детайла и индуктора остава непроменена при използване на този метод на втвърдяване.
Непрекъснато последователно втвърдяване: използва се за втвърдяване на цилиндрични или плоски продукти. При непрекъснато-последователно втвърдяване частта може да се движи под индуктора или да запази позицията си непроменена.
Тангенциално втвърдяване на продуктите: отлично за обработка на малки цилиндрични части. Тангенциалното непрекъснато последователно охлаждане завърта продукта веднъж по време на целия процес на топлинна обработка.
HFC агрегатът за втвърдяване е оборудване, способно да произведе висококачествено втвърдяване на продукт и в същото време да пести производствени ресурси.