Pinna karastamine tvc-ga. Seadmed tvch karastamiseks

Induktsioonkuumutamine toimub, asetades töödeldava detaili vahelduvvoolujuhtme lähedale, mida nimetatakse induktiivpooliks. Induktiivpooli voolu läbimisel kõrgsagedus(HFC) tekib elektromagnetväli ja kui selles väljas asub metalltoode, siis ergastatakse selles elektromotoorjõudu, mis paneb toodet läbima induktiivpoolivooluga sama sagedusega vahelduvvoolu.

Seega tekib termiline efekt, mis põhjustab toote kuumenemise. Soojusvõimsus P, mis vabaneb kuumutatud osast, on võrdne:

kus K on koefitsient, mis sõltub toote konfiguratsioonist ning toote ja induktiivpooli pindade vahele tekkiva pilu suurusest; Iin - voolutugevus; f - voolu sagedus (Hz); r - elektriline takistus (Ohm · cm); m - terase magnetiline läbilaskvus (H / E).

Induktsioonkuumutamise protsessi mõjutab oluliselt füüsikaline nähtus, mida nimetatakse pinna (naha) efektiks: vool indutseeritakse peamiselt pinnakihtides ja kõrgetel sagedustel on voolutihedus detaili südamikus madal. Kuumutatud kihi sügavust hinnatakse järgmise valemiga:

Voolu sageduse suurendamine võimaldab kontsentreerida märkimisväärse võimsuse kuumutatud tooriku väikeses mahus. Tänu sellele realiseeritakse kiire (kuni 500 C / sek) küte.

Induktsioonkuumutuse parameetrid

Induktsioonkuumutamist iseloomustavad kolm parameetrit: erivõimsus, kuumutamise kestus ja voolusagedus. Erivõimsus on soojuseks muundatud võimsus 1 cm2 kuumutatud metalli pinna kohta (kW / cm2). Toote kuumutamise kiirus sõltub konkreetse võimsuse väärtusest: mida suurem see on, seda kiiremini kuumutatakse.

Kütteaeg määrab ülekantava soojusenergia koguhulga ja seega ka saavutatud temperatuuri. Samuti on oluline arvestada voolu sagedusega, kuna sellest sõltub kõvastunud kihi sügavus. Voolu sagedus ja kuumutatud kihi sügavus on vastupidises seoses (teine ​​valem). Mida kõrgem on sagedus, seda väiksem on kuumutatud metalli maht. Konkreetse võimsuse, kuumutamise kestuse ja voolusageduse väärtuse valimisel on võimalik varieerida induktsioonkuumutuse lõppparameetreid laias vahemikus - karastatud kihi kõvadust ja sügavust karastamise ajal või kuumutatud mahtu stantsimiseks kuumutamisel.

Praktikas on juhitavateks kütteparameetriteks voolugeneraatori elektrilised parameetrid (võimsus, vool, pinge) ja kütte kestus. Püromeetrite abil saab fikseerida ka metalli kuumenemistemperatuuri. Kuid sagedamini puudub vajadus pideva temperatuuri reguleerimise järele, kuna valitakse optimaalne kütterežiim, mis tagab HFC kõvenemise või kuumutamise püsiva kvaliteedi. Optimaalne kõvenemisrežiim valitakse elektriliste parameetrite muutmisega. Sel viisil kõvastatakse mitu osa. Lisaks tehakse osadele laboratoorsed analüüsid, fikseerides kõvaduse, mikrostruktuuri, kõvastunud kihi jaotuse sügavuses ja tasapinnas. Alajahutamisel täheldatakse hüpoeutektoidteraste struktuuris jääkferriidi; ülekuumenemisel tekib jäme-nõelakujuline martensiit. HDTV soojendamisel ilmnevad defektid samad, mis siis klassikalised tehnoloogiad kuumtöötlus.

Pinnakarastamisel HFC-ga kuumutatakse kõrgemale temperatuurile kui tavapärase puistekarastamise korral. See on tingitud kahest põhjusest. Esiteks tõusevad väga suure kuumutamiskiiruse korral kriitiliste punktide temperatuurid, kus toimub perliidi üleminek austeniidiks, ja teiseks peab see muundumine jõudma lõpule väga lühikese kuumutamis- ja säilitusaja jooksul.

Hoolimata asjaolust, et kõrgsagedusliku karastamise ajal kuumutatakse kõrgemal temperatuuril kui tavalisel karastusel, ei kuumene metall üle. See on tingitud asjaolust, et terases olev tera lihtsalt ei jõua väga lühikese aja jooksul kasvada. Samuti tuleb märkida, et võrreldes mahtkarastusega on kõvadus pärast HFC-ga kõvenemist umbes 2–3 HRC ühiku võrra kõrgem. See tagab detaili suurema kulumiskindluse ja pinna kõvaduse.

Kõrgsagedusliku kustutamise eelised

• protsessi kõrge tootlikkus
• karastatud kihi paksuse reguleerimise lihtsus
• minimaalne moondumine
• peaaegu täielik räbu puudumine
• võime kogu protsessi täielikult automatiseerida
• võimalus paigutada töötlemisvoogu karastusüksus.

Kõige sagedamini allutatakse pinna kõrgsageduskarastamisele süsinikterasest valmistatud osad, mille sisaldus on 0,4-0,5% C. Nende teraste pinna kõvadus on pärast karastamist HRC 55-60. Suurema süsinikusisalduse korral on äkilisest jahtumisest tingitud pragunemise oht. Süsinikterase kõrval kasutatakse ka vähelegeeritud kroomi, kroom-nikli, kroom-räni ja muid teraseid.

Seadmed induktsioonkarastamiseks (HFC)

Induktsioonkarastamiseks on vaja spetsiaalset tehnoloogilised seadmed, mis sisaldab kolme põhiseadet: toiteallikas - kõrgsagedusvoolude generaator, induktiivpool ja seade liikuvate osade jaoks masinas.

Kõrgsageduslik voolugeneraator on elektrimasinad, mis erinevad nendes elektrivoolu moodustumise füüsikaliste põhimõtete poolest.

1. Vaakumtorude põhimõttel töötavad elektroonilised seadmed, mis muudavad alalisvoolu kõrgendatud sagedusega vahelduvvooluks - torugeneraatorid.
2. Elektrimasinad, mis töötavad juhis elektrivoolu suunamise põhimõttel, liiguvad magnetväljas, muudavad tööstusliku sagedusega kolmefaasilise voolu kõrgendatud sagedusega vahelduvvooluks - masinageneraatorid.
3. Türistorseadmete põhimõttel töötavad pooljuhtseadmed, mis muudavad alalisvoolu kõrgendatud sagedusega vahelduvvooluks - türistormuundurid (staatilised generaatorid).

Igat tüüpi generaatorid erinevad genereeritud voolu sageduse ja võimsuse poolest

Generaatori tüübid Võimsus, kW Sagedus, kHz Kasutegur

Toru 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Masin 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Türistor 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Väikeste osade (nõelad, kontaktid, vedruotsad) pinnakarastamine toimub mikroinduktsioongeneraatorite abil. Nende tekitatud sagedus ulatub 50 MHz-ni, kõvenemise kuumutusaeg on 0,01-0,001 s.

HFC kõvenemise meetodid

Kuumutamise jõudluse järgi eristatakse induktsioon-järjepidevat ja samaaegset karastamist.

Pidev järjestikune karastamine kasutatakse püsiva ristlõikega pikkade osade jaoks (võllid, teljed, pikkade toodete lamedad pinnad). Kuumutatud osa liigub induktiivpoolis. Osa osa, mis on teatud hetkel induktiivpooli mõjutsoonis, kuumutatakse kõvenemistemperatuurini. Induktiivpooli väljumisel siseneb sektsioon pihustusjahutustsooni. Selle kuumutusmeetodi puuduseks on protsessi madal tootlikkus. Karastatud kihi paksuse suurendamiseks on vaja kuumutamise kestust suurendada, vähendades induktiivpoolis oleva osa liikumiskiirust. Samaaegne kõvenemine eeldab kogu karastatava pinna ühekordset kuumutamist.

Isekarastuv toime pärast kustutamist

Pärast kuumutamise lõpetamist jahutatakse pinda duši või veejoaga otse induktiivpoolis või eraldi jahutusseadmes. See jahutus võimaldab kustutada mis tahes konfiguratsiooni. Jahutust mõõtes ja selle kestust muutes on võimalik realiseerida terases isekarastumise efekt. See efekt seisneb kuumutamisel kogunenud soojuse eemaldamises detaili südamikus pinnale. Teisisõnu, kui pinnakiht on jahtunud ja läbinud martensiitse muundumise, salvestub maa-alusesse kihti siiski teatud kogus soojusenergiat, mille temperatuur võib ulatuda madala karastustemperatuurini. Pärast jahutamise peatamist suunatakse see energia temperatuuri erinevuse tõttu pinnale. Seega ei ole vaja täiendavaid terase karastusoperatsioone.

HFC-karastamiseks mõeldud induktiivpoolide projekteerimine ja valmistamine

Induktor on valmistatud vasktorudest, millest kuumutamisel juhitakse vett. See hoiab ära induktiivpoolide ülekuumenemise ja läbipõlemise töö ajal. Valmistatakse ka induktiivpoolid, mis on kombineeritud kõvendusseadmega - pihustiga: selliste induktiivpoolide sisepinnal on augud, mille kaudu jahutusvedelik voolab kuumutatavasse ossa.

Ühtlaseks kuumutamiseks on vaja induktiivpool valmistada nii, et kaugus induktiivpoolist kõigi toote pinna punktideni oleks sama. Tavaliselt on see kaugus 1,5-3 mm. Lihtsa kujuga toote karastamise korral on see tingimus hõlpsasti täidetud. Ühtlaseks kõvenemiseks tuleb detaili induktiivpoolis liigutada ja (või) pöörata. See saavutatakse spetsiaalsete seadmete - keskuste või karastuslaudade - abil.

Induktiivpooli konstruktsiooni väljatöötamine eeldab ennekõike selle kuju kindlaksmääramist. Sel juhul tõrjutakse need kivistunud toote kujust ja mõõtmetest ning kõvenemismeetodist. Lisaks võetakse induktiivpoolide valmistamisel arvesse detaili liikumise olemust induktiivpooli suhtes. Arvesse võetakse ka ökonoomsust ja küttejõudlust.

Osade jahutamist saab kasutada kolmel viisil: vee pihustamine, vee voolamine, osade sukeldamine kõvastuskeskkonda. Dušijahutust saab läbi viia nii induktiivpoolides-pihustites kui ka spetsiaalsetes jahutuskambrites. Vooluga jahutamine võimaldab tekitada suurusjärgus 1 atm ülerõhu, mis aitab kaasa detaili ühtlasemale jahutamisele. Intensiivse ja ühtlase jahutamise tagamiseks on vajalik, et vesi liiguks mööda jahutatud pinda kiirusega 5-30 m/s.

Elementide tugevus on eriti kriitiline teraskonstruktsioonid sõltub suuresti sõlmede olekust. Olulist rolli mängib osade pind. Nõutava kõvaduse, vastupidavuse või sitkuse andmiseks viiakse läbi kuumtöötlustoimingud. Osade pind on karastatud erinevate meetoditega. Üks neist on kõvastumine kõrgsagedusvooludega, see tähendab kõrgsagedusvooluga. See on üks levinumaid ja väga produktiivsemaid viise erinevate konstruktsioonielementide suuremahulisel tootmisel.

Sellist kuumtöötlust rakendatakse nii tervetele osadele kui ka nende üksikutele aladele. Sel juhul on eesmärk saavutada teatud tugevustasemed, suurendades seeläbi kasutusiga ja jõudlust.

Tehnoloogiat kasutatakse tehnoloogiliste seadmete ja transpordi sõlmede tugevdamiseks, samuti erinevate tööriistade karastamisel.

Tehnoloogia olemus

HFC-karastamine on detaili tugevusomaduste paranemine tänu elektrivoolu (muutuva amplituudiga) võimele tungida läbi detaili pinna, allutades selle kuumenemisele. Magnetväljast tingitud läbitungimissügavus võib olla erinev. Samaaegselt pinna kuumutamise ja kõvenemisega võib sõlme südamik üldse mitte kuumeneda või tõsta selle temperatuuri vaid veidi. Töödeldava detaili pinnakiht moodustab vajaliku paksuse, mis on piisav elektrivoolu läbimiseks. See kiht tähistab elektrivoolu läbitungimise sügavust.

Eksperimendid on seda tõestanud voolu sageduse suurenemine aitab kaasa läbitungimissügavuse vähenemisele... See asjaolu avab võimalused minimaalse karastatud kihiga osade reguleerimiseks ja saamiseks.

HDTV kuumtöötlemine toimub spetsiaalsetes paigaldistes - generaatorites, kordajates, sagedusmuundurites, mis võimaldavad reguleerimist vajalikus vahemikus. Lisaks sageduskarakteristikutele mõjutavad lõplikku kõvenemist detaili mõõtmed ja kuju, valmistamise materjal ja kasutatav induktiivpool.

Selgus ka järgmine seaduspärasus - mida väiksem on toode ja lihtsama kujuga, seda paremini kõvenemisprotsess kulgeb. See vähendab ka paigaldise üldist energiatarbimist.

Vasest induktiivpool. Sageli on sisepinnal täiendavad augud veevarustuseks jahutamise ajal. Sel juhul kaasneb protsessiga esmane kuumutamine ja sellele järgnev jahutamine ilma toiteallikata. Induktiivpoolide konfiguratsioonid on erinevad. Valitud seade sõltub otseselt töödeldavast detailist. Mõnel seadmel puuduvad augud. Sellises olukorras jahutatakse osa spetsiaalses karastuspaagis.

HFC kõvenemisprotsessi põhinõue on säilitada induktiivpooli ja toote vahel pidev vahe. Säilitades määratud intervalli, muutub kõvenemise kvaliteet kõrgeimaks.

Tugevdada saab ühel viisil:

• Pidev-järjestikune: osa on paigal ja induktiivpool liigub mööda oma telge.
• Samaaegselt: toode liigub ja induktiivpool on vastupidi.
• Järjestus: erinevaid osi töödeldakse järjestikku.

Induktsioonpaigaldise omadused

HDTV kõvastusseade on kõrgsagedusgeneraator koos induktiivpooliga. Töödeldav detail asub nii induktiivpoolis endas kui ka selle kõrval. See on mähis, millele on keritud vasktoru.

Vahelduv elektrivool tekitab induktiivpooli läbides elektromagnetvälja, mis tungib läbi töödeldava detaili. See kutsub esile pöörisvoolude (Foucault voolude) arengu, mis lähevad detaili struktuuri ja tõstavad selle temperatuuri.

Tehnoloogia peamine omadus- pöörisvoolu tungimine metalli pinnastruktuuri.

Sageduse suurendamine avab võimalused soojuse kontsentreerimiseks detaili väikesele alale. See suurendab temperatuuri tõusu kiirust ja võib ulatuda 100–200 kraadini sekundis. Kõvadusaste tõuseb 4 ühikuni, mis on lahtise kõvenemise ajal välistatud.

Induktsioonkuumutus - omadused

Induktsioonkuumutuse aste sõltub kolmest parameetrist - erivõimsus, kütteaeg, elektrivoolu sagedus. Võimsus määrab detaili soojendamiseks kuluva aja. Seega kulub suurema väärtuse korral vähem aega.

Kütteaega iseloomustab tarbitud soojuse koguhulk ja välja töötatud temperatuur. Sagedus, nagu eespool mainitud, määrab voolude läbitungimise sügavuse ja moodustunud kõveneva kihi. Need omadused on pöördvõrdelises seoses. Kui sagedus suureneb, siis kuumutatud metalli puistetihedus väheneb.

Just need 3 parameetrit võimaldavad laias vahemikus reguleerida kihi kõvaduse astet ja sügavust ning kuumutamise mahtu.

Praktika näitab, et juhitakse generaatorikomplekti omadusi (pinge, võimsuse ja voolu väärtused), samuti kütteaega. Detaili kuumenemisastet saab jälgida püromeetri abil. Kuid üldiselt pole pidevat temperatuuri reguleerimist vaja, sest seal on optimaalsed HDTV kütterežiimid, mis tagavad stabiilse kvaliteedi. Sobiv režiim valitakse, võttes arvesse muutunud elektrilisi omadusi.

Pärast kustutamist saadetakse toode laborisse uuringuteks. Uuritakse jaotatud karastatud kihi kõvadust, struktuuri, sügavust ja tasapinda.

HFC pinna kõvenemine millega kaasneb suur küte võrreldes tavapärase protsessiga. Seda selgitatakse järgmiselt. Esiteks kipub kõrge temperatuuri tõusu kiirus kriitilisi punkte suurendama. Teiseks on see vajalik sisse lühiajaline et tagada perliidi austeniidiks muutumise lõpuleviimine.

Kõrgsageduskarastusega kaasneb võrreldes tavapärase protsessiga suurem kuumutamine. Kuid metall ei kuumene üle. Seda seletatakse asjaoluga, et teraskonstruktsiooni granuleeritud elementidel ei ole aega minimaalse ajaga kasvada. Lisaks on mahulise karastamise tugevus alla 2-3 ühiku. Pärast HFC kõvenemist on osal suurem kulumiskindlus ja kõvadus.

Kuidas temperatuuri valitakse?

Tehnoloogia järgimisega peab kaasnema temperatuurivahemiku õige valik. Põhimõtteliselt sõltub kõik töödeldavast metallist.

Teras jaguneb mitut tüüpi:

• Hüpoeutektoid - süsinikusisaldus kuni 0,8%;
• Hüpereutektoid - rohkem kui 0,8%.

Hüpoeutektoidterast kuumutatakse veidi kõrgemale väärtusele, kui on vaja perliidi ja ferriidi muundamiseks austeniidiks. Vahemikus 800 kuni 850 kraadi. Siis osa koos suur kiirus maha jahtunud. Pärast järsku jahutamist muutub austeniit martensiidiks, millel on kõrge kõvadus ja tugevus. Lühikese kokkupuuteajaga saadakse peeneteralise struktuuriga austeniit, aga ka peeneteraline martensiit. Terasel on kõrge kõvadus ja madal haprus.

Hüpereutektoidne teras kuumeneb vähem. Vahemik on 750 kuni 800 kraadi. Sel juhul tehakse mittetäielik kõvenemine. Seda seletatakse asjaoluga, et selline temperatuur võimaldab säilitada konstruktsioonis teatud mahu tsementiiti, millel on martensiidiga võrreldes suurem kõvadus. Kiirel jahutamisel muutub austeniit martensiidiks. Tsementiiti säilitavad väikesed inklusioonid. Tsoonis säilib ka mittetäielikult lahustunud süsinik, mis on muutunud tahkeks karbiidiks.

Tehnoloogia eelised

• Juhtimisrežiimid;
• Legeerterase asendamine süsinikterase vastu;
• toote ühtlane soojendamise protsess;
• Võimalus mitte kuumutada kogu osa täielikult. Vähendatud energiatarbimine;
• Töödeldud tooriku kõrge saavutatud tugevus;
• Oksüdatsiooniprotsessi ei toimu, süsinik ei põle;
• puuduvad mikropraod;
• Puuduvad kõverdatud punktid;
• Teatud toodete piirkondade kuumutamine ja karastamine;
• Protseduurile kuluva aja vähendamine;
• Rakendamine tehnoloogiliste liinide HFC-seadmete osade valmistamisel.

miinused

Selle tehnoloogia peamiseks puuduseks on paigaldamise märkimisväärne hind. Just sel põhjusel on kasutamise otstarbekus õigustatud ainult suurtootmise korral ja välistab võimaluse kodus oma kätega tööd teha.

Lisateavet installi toimimise ja tööpõhimõtte kohta leiate esitatud videotest.

Paljud kriitilised osad töötavad hõõrdumisel ja puutuvad sellega samaaegselt kokku löökkoormused... Sellistel osadel peab olema kõrge pinnakõvadus, hea kulumiskindlus ja need ei tohi samal ajal olla rabedad, see tähendab, et need ei tohi olla löökide tõttu hävinud.

Osade kõrge pinnakõvadus, säilitades samal ajal sitke ja tugeva südamiku, saavutatakse pinna karastamise teel.

Kaasaegsetest pinna kõvenemise meetoditest on masinaehituses kõige levinumad järgmised: kõvenemine kuumutamisel kõrgsagedusvoolud (HFC); leegiga kõvenemine ja kõvenemine elektrolüüdis.

Selle või selle pinna kõvenemise meetodi valiku määrab tehnoloogiline ja majanduslik teostatavus.

Kõrgsagedusvooluga kuumutamisel summutamine. See meetod on üks tõhusamaid metallide pinnakarastamise meetodeid. Selle meetodi avastamine ja selle tehnoloogiliste aluste väljatöötamine kuulub andekale vene teadlasele V. P. Vologdinile.

Kõrgsagedusküte põhineb järgmisel nähtusel. Kui vasest induktiivpooli läbib kõrgsageduslik vahelduv elektrivool, tekib viimase ümber magnetväli, mis tungib induktiivpoolis asuvasse terasosasse ja indutseerib selles Foucault' pöörisvoolud. Need voolud põhjustavad metalli kuumenemist.

Küttefunktsioon HDTV on see, et terases indutseeritud pöörisvoolud ei jaotu ühtlaselt detaili lõikes, vaid surutakse tagasi pinnale. Pöörisvoolude ebaühtlane jaotumine toob kaasa selle ebaühtlase kuumenemise: pinnakihid kuumenevad väga kiiresti kõrge temperatuurini ning südamik kas ei kuumene üldse või soojeneb terase soojusjuhtivuse tõttu veidi. Kihi paksust, mille kaudu vool läbib, nimetatakse läbitungimissügavuseks ja seda tähistatakse tähega δ.

Kihi paksus sõltub peamiselt vahelduvvoolu sagedusest, metalli eritakistusest ja magnetilisest läbilaskvusest. See sõltuvus määratakse valemiga

δ = 5,03–10 4 (ρ / μν) juur mm,

kus ρ on elektritakistus, ohm mm 2 / m;

μ, - magnetiline läbilaskvus, gs / e;

v - sagedus, hz.

Valem näitab, et sageduse kasvades induktsioonivoolude läbitungimissügavus väheneb. Kõrgsageduslik vool osade induktsioonkuumutamiseks saadakse generaatoritest.

Voolusageduse valikul tuleb lisaks köetavale kihile arvestada ka detaili kuju ja mõõtmetega, et saavutada kvaliteetne pinnakõvastus ja ökonoomne kasutamine elektrienergia kõrgsageduspaigaldised.

Vasest induktiivpoolid on osade kvaliteetseks soojendamiseks väga olulised.

Enamlevinud induktiivpoolide siseküljel on väikeste aukude süsteem, mille kaudu antakse jahutusvett. Selline induktiivpool on nii kütte- kui ka jahutusseade. Niipea, kui induktiivpooli asetatud detail soojeneb seatud temperatuurini, lülitub vool automaatselt välja ja induktiivpooli aukudest hakkab vett voolama ning kasutage detaili pinna jahutamiseks pihustit (vesidušši).

Osasid saab soojendada ka induktiivpoolides, millel puudub õhuklapp. Sellistes induktiivpoolides valatakse osad pärast kuumutamist karastuspaaki.

HFC-karastamist teostatakse peamiselt samaaegsete ja pidevate järjestikuste meetoditega. Samaaegsel meetodil pöörleb karastatav detail statsionaarse induktiivpooli sees, mille laius on võrdne karastatava detailiga. Kui etteantud kütteaeg läbi saab, lahutab ajarelee generaatori voolu ja teine, esimesega blokeeritud relee, lülitab sisse veevarustuse, mis väikeste, kuid tugevate jugadena purskab induktiivpooli aukudest välja ja jahutab detaili.

Pideva järjestikulise meetodi korral on osa paigal ja induktiivpool liigub seda mööda. Sel juhul karastatava detaili järjestikune kuumutamine, mille järel ala langeb induktiivpoolist mõnel kaugusel asuva pihustusseadme veejoa alla.

Lamedad osad on karastatud silmus- ja siksakilistes induktiivpoolides ning väikese mooduliga hammasrattad - samaaegselt rõngasdroolides. PPZ-55 terasest (madala karastumisega teras) valmistatud peenmodulaarse autokäigu karastatud kihi makrostruktuur. Karastatud kihi mikrostruktuur on peen-nõelakujuline martensiit.

HFC-küttega karastatud detailide pinnakihi kõvadus saadakse 3-4 ühiku võrra HRC kõrgem kui tavapärase puistekarastamise kõvadus.

Südamiku tugevuse suurendamiseks täiustatakse või normaliseeritakse osi enne HFC kõvenemist.

HFC-kütte kasutamine masinaosade ja tööriistade pinnakarastamiseks võib oluliselt lühendada kuumtöötlusprotsessi kestust. Lisaks võimaldab see meetod valmistada osade karastamiseks mehhaniseeritud ja automatiseeritud agregaate, mis paigaldatakse töötlemistöökodade üldisesse voolu. Tänu sellele puudub vajadus transportida detaile spetsiaalsetesse termotöökodadesse ning on tagatud tootmisliinide ja montaažikonveierite rütmiline töö.

Leekpinna kõvenemine. See meetod seisneb terasdetailide pinna kuumutamises atsetüleen-hapniku leegiga temperatuurini, mis ületab ülemise kriitilise punkti 50–60 °C võrra. A C 3 , järgneb kiire jahutamine vesidušiga.

Leekkarastusprotsessi olemus seisneb selles, et gaasileegi poolt põletist karastatavasse detaili antav soojus koondub selle pinnale ja ületab oluliselt sügavale metalli leviva soojushulga. Sellise temperatuurivälja tulemusena soojeneb detaili pind esmalt kiiresti kõvenemistemperatuurini, seejärel jahtub ning detaili südamik jääb praktiliselt kõvenemata ning pärast jahtumist ei muuda oma struktuuri ja kõvadust.

Leekkarastamist kasutatakse selliste suurte ja raskete terasdetailide nagu mehaaniliste presside väntvõllid, jämedad hammasrattad, ekskavaatori kopa hambad jne tugevdamiseks ja kulumiskindluse tõstmiseks. Lisaks terasdetailidele kasutatakse näiteks hall- ja perliitmalmist valmistatud detaile. metallilõikuspinkide voodijuhikud.

Leegiga kõvenemine jaguneb nelja tüüpi:

a) järjestikune, kui jahutusvedelikuga kustutuspõleti liigub piki töödeldava statsionaarse tooriku pinda;

b) karastamine rotatsiooniga, mille puhul põleti koos jahutusvedelikuga jääb paigale ja karastatav detail pöörleb;

c) detaili pöörlemisega järjestikku, kui detail pöörleb pidevalt ja seda mööda liigub jahutusvedelikuga kustutuspõleti;

d) lokaalne, milles statsionaarne osa kuumutatakse statsionaarse põletiga eelnevalt kindlaksmääratud kustutamistemperatuurini, misjärel see jahutatakse veevooluga.

Meetod leegi kustutamiseks rullil, mis pöörleb teatud kiirusel, kui põleti jääb paigale. Küttetemperatuuri juhitakse milliskoobiga.

Sõltuvalt detaili otstarbest võetakse karastatud kihi sügavus tavaliselt 2,5-4,5 mm.

Karastussügavust ja karastatud terase struktuuri mõjutavad peamised tegurid on: karastuspõleti liikumiskiirus karastatud osa või osa suhtes põleti suhtes; gaasi väljumiskiirus ja leegi temperatuur.

Karastusmasinate valik sõltub detailide kujust, karastamisviisist ja etteantud detailide arvust. Kui on vaja karastada erineva kuju ja suurusega detaile ning väikeses koguses, siis on otstarbekam kasutada universaalseid karastusmasinaid. Tehastes kasutatakse tavaliselt spetsiaalseid paigaldusi ja treipinke.

Karastamiseks kasutatakse kahte tüüpi põleteid: moodulitega mooduliga M10 kuni MZ0 ja mitme leegiga, vahetatavate otstega leegi laiusega 25 kuni 85 mm. Struktuurselt on põletid paigutatud nii, et gaasileegi ja jahutusvee avad asuvad ühes reas, paralleelselt. Põletitesse juhitakse vett veevarustusvõrgust ja see toimib samaaegselt nii osade karastamiseks kui ka huuliku jahutamiseks.

Põlevgaasidena kasutatakse atsetüleeni ja hapnikku.

Pärast leekkarastamist on detaili erinevates tsoonides mikrostruktuur erinev. Karastatud kiht omandab kõrge kareduse ja jääb puhtaks, ilma oksüdatsiooni ja dekarburiseerumise märkideta.

Konstruktsiooni üleminek detaili pinnalt südamikule toimub sujuvalt, mis omab suurt tähtsust osade töökindluse suurendamisel ning välistab täielikult kahjulikud nähtused - kõvastunud metallikihtide lõhenemise ja koorumise.

Kõvadus muutub vastavalt kõvenenud kihi struktuurile. Osa pinnal on see 56-57 HRC, ja seejärel väheneb kõvaduseni, mis sellel detailil oli enne pinna kõvenemist. Varustama Kõrge kvaliteet kõvenemine, südamiku ühtlase kõvaduse ja suurenenud tugevuse saamine, valatud ja sepistatud osad lõõmutatakse või normaliseeritakse enne leekkarastamist tavarežiimides.

Pealiskaudne tagakõvenemine elektrolüüdis. Selle nähtuse olemus seisneb selles, et kui läbi elektrolüüdi lastakse pidev elektrivool, moodustub katoodile õhuke kiht, mis koosneb kõige väiksematest vesinikumullidest. Vesiniku halva elektrijuhtivuse tõttu suureneb vastupidavus elektrivoolu läbipääsule tugevasti ja katood (osa) kuumutatakse kõrgel temperatuuril, misjärel see kustutatakse. Tavaliselt kasutatakse elektrolüüdina 5-10% sooda vesilahust.

Kõvenemisprotsess on lihtne ja on järgmine. Karastav detail kastetakse elektrolüüti ja ühendatakse alalisvoolugeneraatori miinuspoolusega pingega 200-220 v ja tihedus 3-4 a / cm 2, mille tulemusena muutub see katoodiks. Olenevalt sellest, milline detaili osa on pindkarastatud, kastetakse detail teatud sügavusele. Osa kuumeneb mõne sekundiga ja vool lülitatakse välja. Jahutuskeskkond on sama elektrolüüt. Niisiis toimib elektrolüüdivann nii kütteahju kui ka karastuspaagina.

Karastuspaigaldis kütmiseks t. V. h koosneb generaatorist nn. h.,

alandustrafo, kondensaatoripatareid, induktiivpool, tööpink (mõnikord asendatakse masin mõne detaili või induktiivpooli käitamise seadmega) ja abiteenust (ajarelee, karastusvedeliku etteande juhtrelee, signalisatsioon) pakkuvad seadmed, blokeerimis- ja reguleerimisseadmed).

Vaadeldavates paigaldustes on sellised generaatorid t.v.ch. keskmistel sagedustel (500-10000 Hz), masinageneraatorid ja hiljuti staatilised türistor-tüüpi muundurid; kõrgetel sagedustel (60 000 Hz ja rohkem) torugeneraatorid. Paljutõotav generaatoritüüp on ioonmuundurid, nn eksitronigeneraatorid. Need võimaldavad teil hoida energiakadusid minimaalsena.

Joonisel fig. 5 on kujutatud masina generaatoriga paigalduse skeem. Peale masina generaatori 2 ja mootor 3 ergutiga 1 sisaldab installatsioon alandavat trafot 4, kondensaatoripangad 6 ja induktiivpool 5. Trafo alandab pinge ohutuni (30-50 V) ja samal ajal suurendab voolutugevust 25-30 korda, viies selle 5000-8000 A-ni.

Pilt 5 Pilt 6

Tabel 1 Induktiivpoolide tüübid ja konstruktsioonid

Joonisel fig. 6 on näide mitme pöördega induktiivpooliga kõvenemisest. Kõvenemine toimub järgmiselt:

Osa asetatakse statsionaarse induktiivpooli sisse. HDTV-aparaadi käivitamisel hakkab osa pöörlema ​​ümber oma telje ja samal ajal soojeneb, seejärel juhitakse automatiseeritud juhtimise abil vedelikku (vesi) ja see jahtub. Kogu protsess kestab 30-45 sekundit.

HFC karastamine on metalli kuumtöötlemise liik, mille tulemusena suureneb kõvadus oluliselt ja materjal kaotab elastsuse. Erinevus HFC-karastamise ja muude karastamismeetodite vahel seisneb selles, et kuumutamisel kasutatakse spetsiaalseid HFC-seadmeid, mis mõjuvad kõrgsagedusvooludega karastamiseks mõeldud osale. HFC-kustutamisel on palju eeliseid, millest peamine on täielik kontroll kuumutamise üle. Nende karastuskomplekside kasutamine võib oluliselt parandada toodete kvaliteeti, kuna karastusprotsess toimub täisautomaatses režiimis, operaatori töö seisneb ainult võlli kinnitamises ja masina töötsükli käivitamises.

5.1. Induktsioonkarastuskomplekside (induktsioonküttepaigaldiste) eelised:

HFC-karastamist saab teostada 0,1 mm täpsusega

Ühtlast kuumutamist võimaldav induktsioonkarastamine võimaldab saavutada ideaalse kõvaduse jaotuse kogu võlli pikkuses

HFC karastuse kõrge kõvadus saavutatakse spetsiaalsete veetorudega induktiivpoolide kasutamisega, mis jahutavad võlli kohe pärast soojendamist.

HFC-kustutusseadmed (kustutusahjud) valitakse või toodetakse rangelt vastavalt tehnilistele kirjeldustele.

6. Katlakivi eemaldamine haavlipuhastusmasinates

Haavelpuhastusmasinates puhastatakse osad katlakivist malm- või terashaavli joaga. Joa tekitatakse survega 0,3-0,5 MPa suruõhuga (pneumaatiline haavelpuhastus) või kiiresti pöörlevate tiivikuratastega (mehaaniline puhastus haavlilabadega).

Kell pneumaatiline haavelpuhastus installatsioonides saab kasutada nii haavel- kui kvartsliiva. Viimasel juhul tekib aga suur hulk tolmu, mis ulatub 5-10%-ni puhastatavate osade massist. Hoolduspersonali kopsu sattudes põhjustab kvartsitolm kutsehaigust – silikoosi. Seetõttu kasutatakse seda meetodit erandjuhtudel. Lõhkamisel peaks suruõhu rõhk olema 0,5-0,6 MPa. Malmhaavel valmistatakse vedela raua vette valamisel, pihustades malmijoa suruõhuga, millele järgneb sorteerimine sõeladel. Haavel peab olema valge malmi struktuuriga kõvadusega 500 HB, selle mõõtmed jäävad vahemikku 0,5-2 mm. Malmist haavlikulu on vaid 0,05-0,1% osade massist. Haavliga puhastamisel saadakse detaili puhtam pind, saavutatakse suurem aparaadi tootlikkus ja paremad töötingimused kui liivaga puhastamisel. Et kaitsta ümbritsevat atmosfääri tolmu eest, on haavelpuhastusmasinad varustatud suletud katetega, millel on tõhustatud väljatõmbeventilatsioon. Vastavalt sanitaarstandarditele ei tohiks maksimaalne lubatud tolmusisaldus ületada 2 mg / m3. Kaasaegsetes seadmetes on haavli transport täielikult mehhaniseeritud.

Pneumaatilise paigalduse põhiosa on haavelpuhastusmasin, mis võib olla sissepritse ja raskusjõuga. Lihtsaim ühekambriline sissepritse-haavelpuhastusmasin (joonis 7) on silinder 4, ülaosas lehtriga haavli jaoks, hermeetiliselt suletud kaanega 5. Altpoolt lõpeb silinder lehtriga, mille ava viib segamiskambrisse 2. Lasku toidab pöörlev klapp 3. Suruõhk juhitakse segamiskambrisse läbi ventiili 1, mis püüab kinni ja transpordib selle läbi painduva vooliku 7 ja düüsi. 6 üksikasjade saamiseks. Lask on suruõhu rõhu all, kuni see düüsist välja voolab, mis suurendab abrasiivse joa efektiivsust. Kirjeldatud ühekambrilise konstruktsiooniga seadmes tuleb suruõhk ajutiselt välja lülitada, kui seda haavliga täiendatakse.

Kõrgsagedusvool tekib paigaldises induktiivpooli toimel ja võimaldab soojendada induktiivpooli vahetusse lähedusse paigutatud toodet. Induktsioonmasin sobib ideaalselt metalltoodete karastamiseks. Just HDTV paigalduses on võimalik selgelt programmeerida: vajalik soojusläbivuse sügavus, kõvenemisaeg, küttetemperatuur ja jahutusprotsess.

Esimest korda kasutati karastamiseks induktsioonseadmeid pärast V.P. ettepanekut. Volodin 1923. aastal. Pärast pikki katsetusi ja katsetamist on HFC-kuumutust kasutatud terase karastamiseks alates 1935. aastast. Karastamiseks mõeldud HFC-seadmed on vaieldamatult kõige produktiivsem viis metalltoodete kuumtöötlemiseks.

Miks induktsioonmasin sobib kõvendamiseks paremini

Metallosade HFC-karastamist teostatakse, et suurendada toote ülemise kihi vastupidavust mehaanilistele kahjustustele, samas kui tooriku keskosa viskoossus on suurenenud. Oluline on märkida, et toote südamik jääb HFC-ga kõvenemise ajal täielikult muutumatuks.
Induktsioonpaigaldisel on palju väga olulisi eeliseid võrreldes alternatiivsete kütteliikidega: kui varem HDTV paigaldus olid tülikamad ja ebamugavamad, kuid nüüd on see puudus parandatud ning seadmed on muutunud universaalseks metalltoodete kuumtöötlemiseks.

Induktsioonseadmete eelised

Induktsioonkõvendi üheks puuduseks on võimatus töödelda mõningaid keerulise kujuga tooteid.

Metalli karastamise sordid

Metalli kõvenemist on mitut tüüpi. Mõne toote puhul piisab metalli kuumutamisest ja kohesest jahutamisest, teiste puhul aga on vaja seda teatud temperatuuril hoida.
On olemas järgmist tüüpi kõvenemist:

• Statsionaarne karastamine: kasutatakse reeglina väikese lameda pinnaga osade jaoks. Selle karastamismeetodi kasutamisel jääb detaili ja induktiivpooli asend muutumatuks.
• Pidev järjestikune karastamine: kasutatakse silindriliste või lamedate toodete karastamiseks. Pideva järjestikuse karastamise korral võib detail liikuda induktiivpooli alla või hoida oma asendit muutumatuna.
• Toodete tangentsiaalne karastamine: sobib suurepäraselt väikeste silindriliste detailide töötlemiseks. Tangentsiaalne pidev järjestikune karastamine pöörab toodet ühe korra kogu kuumtöötlusprotsessi jooksul.
• Karastamiseks mõeldud HFC-seade on seade, mis on võimeline tootma toote kvaliteetset kõvenemist ja samal ajal säästma tootmisressursse.