Forcimi i siperfaqes me tvc. Pajisje për forcimin e tvch

Ngrohja me induksion ndodh duke vendosur pjesën e punës pranë një përcjellësi të rrymës elektrike alternative të quajtur induktor. Kur kalon nëpër rrymën e induktorit Frekuencë e lartë(HDTV) krijohet një fushë elektromagnetike dhe, nëse një produkt metalik ndodhet në këtë fushë, atëherë në të ngacmohet një forcë elektromotore, e cila bën që një rrymë alternative e së njëjtës frekuencë të kalojë përmes produktit si rryma e induktorit.

Kështu, shkaktohet një efekt termik, i cili shkakton ngrohjen e produktit. Fuqia e nxehtësisë P, e lëshuar në pjesën e nxehtë, do të jetë e barabartë me:

ku K është një koeficient në varësi të konfigurimit të produktit dhe madhësisë së hendekut të formuar midis sipërfaqeve të produktit dhe induktorit; Iin - forca aktuale; f - frekuenca aktuale (Hz); r - rezistenca elektrike (Ohm · cm); m - përshkueshmëria magnetike (H / E) e çelikut.

Procesi i ngrohjes me induksion ndikohet ndjeshëm nga një fenomen fizik i quajtur efekti i sipërfaqes (lëkurës): rryma induktohet kryesisht në shtresat sipërfaqësore dhe në frekuenca të larta densiteti i rrymës në bërthamën e pjesës është i ulët. Thellësia e shtresës së nxehtë vlerësohet me formulën:

Rritja e frekuencës së rrymës ju lejon të përqendroni fuqi të konsiderueshme në një vëllim të vogël të pjesës së punës të nxehtë. Për shkak të kësaj realizohet ngrohje me shpejtësi të lartë (deri në 500 C/sek).

Parametrat e ngrohjes me induksion

Ngrohja me induksion karakterizohet nga tre parametra: fuqia specifike, kohëzgjatja e ngrohjes dhe frekuenca aktuale. Fuqia specifike është fuqia e konvertuar në nxehtësi për 1 cm2 të sipërfaqes së metalit të nxehtë (kW / cm2). Shkalla e ngrohjes së produktit varet nga vlera e fuqisë specifike: sa më e lartë të jetë, aq më shpejt kryhet ngrohja.

Koha e ngrohjes përcakton sasinë totale të energjisë termike të transferuar, dhe për rrjedhojë temperaturën e arritur. Është gjithashtu e rëndësishme të merret parasysh frekuenca e rrymës, pasi thellësia e shtresës së ngurtësuar varet nga ajo. Frekuenca e rrymës dhe thellësia e shtresës së nxehtë janë në raport të kundërt (formula e dytë). Sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më i vogël është vëllimi i metalit të nxehtë. Zgjedhja e vlerës së fuqisë specifike, kohëzgjatjes së ngrohjes dhe frekuencës aktuale, është e mundur të ndryshohen parametrat përfundimtarë të ngrohjes me induksion brenda një diapazoni të gjerë - ngurtësia dhe thellësia e shtresës së ngurtësuar gjatë shuarjes ose vëllimi i nxehtë gjatë ngrohjes për stampim.

Në praktikë, parametrat e kontrolluar të ngrohjes janë parametrat elektrikë të gjeneratorit të rrymës (fuqia, rryma, tensioni) dhe kohëzgjatja e ngrohjes. Me ndihmën e pirometrave mund të regjistrohet edhe temperatura e ngrohjes së metalit. Por më shpesh nuk ka nevojë për kontroll të vazhdueshëm të temperaturës, pasi zgjidhet mënyra optimale e ngrohjes, e cila siguron një cilësi konstante të forcimit ose ngrohjes së HFC. Mënyra optimale e forcimit zgjidhet duke ndryshuar parametrat elektrikë. Në këtë mënyrë forcohen disa pjesë. Më tej, pjesët i nënshtrohen analizave laboratorike me fiksimin e fortësisë, mikrostrukturës, shpërndarjes së shtresës së ngurtësuar në thellësi dhe në plan. Kur nënftohja, ferriti i mbetur vërehet në strukturën e çeliqeve hipoeutektoide; kur mbinxehet, shfaqet martensit i trashë-acicular. Shenjat e defekteve kur nxehet HDTV janë të njëjta si kur nxehet teknologjive klasike trajtimit të ngrohjes.

Gjatë ngurtësimit sipërfaqësor me HFC, ngrohja kryhet në një temperaturë më të lartë sesa gjatë forcimit konvencional me shumicë. Kjo është për shkak të dy arsyeve. Së pari, në një shkallë shumë të lartë ngrohjeje, temperaturat e pikave kritike në të cilat ndodh kalimi i perlitit në austenit rriten dhe së dyti, ky transformim duhet të ketë kohë për të përfunduar në një kohë shumë të shkurtër ngrohjeje dhe mbajtjeje.

Përkundër faktit se ngrohja gjatë shuarjes me frekuencë të lartë kryhet në një temperaturë më të lartë sesa gjatë shuarjes normale, metali nuk mbinxehet. Kjo për faktin se kokrra në çelik thjesht nuk ka kohë të rritet në një periudhë shumë të shkurtër kohore. Duhet të theksohet gjithashtu se, në krahasim me shuarjen e vëllimit, ngurtësia pas forcimit me HFC është më e lartë me rreth 2-3 njësi HRC. Kjo siguron një rezistencë më të lartë ndaj konsumit dhe fortësi sipërfaqësore të pjesës.

Përparësitë e shuarjes me frekuencë të lartë

produktivitet i lartë i procesit
lehtësia e rregullimit të trashësisë së shtresës së ngurtësuar
shtrembërim minimal
mungesë pothuajse e plotë e skorjes
aftësia për të automatizuar plotësisht të gjithë procesin
mundësia e vendosjes së një njësie forcuese në rrjedhën e përpunimit.

Më shpesh, pjesët prej çeliku të karbonit me përmbajtje 0,4-0,5% C i nënshtrohen ngurtësimit sipërfaqësor me frekuencë të lartë.Këta çeliqe pas shuarjes kanë fortësi sipërfaqësore HRC 55-60. Në përmbajtje më të lartë karboni, ekziston rreziku i plasaritjes për shkak të ftohjes së papritur. Së bashku me çelikun e karbonit, përdoren gjithashtu krom me lidhje të ulët, krom-nikel, krom-silicon dhe çeliqe të tjera.

Pajisjet për kryerjen e forcimit me induksion (HFC)

Forcimi me induksion kërkon të veçanta pajisje teknologjike, i cili përfshin tre njësi kryesore: një burim energjie - një gjenerator i rrymave me frekuencë të lartë, një induktor dhe një pajisje për pjesët lëvizëse në makinë.

Një gjenerator i rrymës me frekuencë të lartë është makina elektrike që ndryshojnë në parimet fizike të formimit të një rryme elektrike në to.

Pajisjet elektronike që funksionojnë në parimin e tubave vakum që konvertojnë rrymën direkte në rrymë alternative me frekuencë të rritur - gjeneratorë tubash.
Pajisjet elektromakinike që funksionojnë në parimin e drejtimit të një rryme elektrike në një përcjellës, duke lëvizur në një fushë magnetike, duke shndërruar një rrymë trefazore të frekuencës industriale në rrymë alternative me frekuencë të rritur - gjeneratorë makinerie.
Pajisjet gjysmëpërçuese që funksionojnë në parimin e pajisjeve tiristor që konvertojnë rrymën direkte në rrymë alternative me frekuencë të rritur - konvertuesit tiristor (gjeneratorë statikë).

Gjeneratorët e të gjitha llojeve ndryshojnë në frekuencën dhe fuqinë e rrymës së gjeneruar

Llojet e gjeneratorit Fuqia, Frekuenca kW, Efikasiteti kHz

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

Makina 50 - 2500 2.5 - 10 0.7 - 0.8

Tiristor 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Forcimi sipërfaqësor i pjesëve të vogla (gjilpëra, kontakte, këshilla susta) kryhet duke përdorur gjeneratorë mikro-induksion. Frekuenca e gjeneruar prej tyre arrin 50 MHz, koha e ngrohjes për forcim është 0,01-0,001 s.

Metodat e forcimit të HFC

Sipas performancës së ngrohjes, dallohen ngurtësimi i vazhdueshëm-sekuencial me induksion dhe forcimi i njëkohshëm.

Forcim vijues i vazhdueshëm përdoret për pjesë të gjata me prerje tërthore konstante (boshte, boshte, sipërfaqe të sheshta të produkteve të gjata). Pjesa e nxehtë lëviz në induktor. Pjesa e pjesës, e cila është në një moment të caktuar në zonën e ndikimit të induktorit, nxehet deri në temperaturën e ngurtësimit. Në dalje nga induktori, seksioni hyn në zonën e ftohjes me spërkatje. Disavantazhi i kësaj metode të ngrohjes është produktiviteti i ulët i procesit. Për të rritur trashësinë e shtresës së ngurtësuar, është e nevojshme të rritet kohëzgjatja e ngrohjes duke ulur shpejtësinë e lëvizjes së pjesës në induktor. Forcim i njëkohshëm supozon një ngrohje një herë të të gjithë sipërfaqes që do të ngurtësohet.

Efekt vetëkalitës pas shuarjes

Pas përfundimit të ngrohjes, sipërfaqja ftohet nga një dush ose një rrymë uji direkt në induktor ose në një pajisje të veçantë ftohëse. Ky ftohje lejon shuarjen e çdo konfigurimi. Duke matur ftohjen dhe duke ndryshuar kohëzgjatjen e tij, është e mundur të realizohet efekti i vetëkalitjes në çelik. Ky efekt konsiston në heqjen e nxehtësisë së grumbulluar gjatë ngrohjes në thelbin e pjesës në sipërfaqe. Me fjalë të tjera, kur shtresa sipërfaqësore është ftohur dhe ka pësuar një transformim martensitik, një sasi e caktuar energjie termike ruhet ende në shtresën nëntokësore, temperatura e së cilës mund të arrijë temperaturën e ulët të kalitjes. Pas ndalimit të ftohjes, kjo energji do të drejtohet në sipërfaqe për shkak të ndryshimit të temperaturës. Kështu, nuk ka nevojë për operacione shtesë të kalitjes së çelikut.

Projektimi dhe prodhimi i induktorëve për forcim HFC

Induktori është bërë nga tuba bakri nëpër të cilët kalon uji gjatë ngrohjes. Kjo parandalon mbinxehjen dhe djegien e induktorëve gjatë funksionimit. Bëhen gjithashtu induktorë, të kombinuar me një pajisje forcuese - një spërkatës: në sipërfaqen e brendshme të induktorëve të tillë ka vrima përmes të cilave ftohësi rrjedh në pjesën e nxehtë.

Për ngrohje uniforme, është e nevojshme të prodhohet induktori në atë mënyrë që distanca nga induktori në të gjitha pikat në sipërfaqen e produktit të jetë e njëjtë. Zakonisht kjo distancë është 1.5-3 mm. Kur shuhet një produkt i një forme të thjeshtë, ky kusht plotësohet lehtësisht. Për forcim uniform, pjesa duhet të zhvendoset dhe (ose) të rrotullohet në induktor. Kjo arrihet duke përdorur pajisje speciale - qendra ose tavolina forcuese.

Zhvillimi i dizajnit të induktorit presupozon, para së gjithash, përcaktimin e formës së tij. Në këtë rast, ato zmbrapsen nga forma dhe dimensionet e produktit të ngurtësuar dhe nga metoda e ngurtësimit. Përveç kësaj, në prodhimin e induktorëve, merret parasysh natyra e lëvizjes së pjesës në lidhje me induktorin. Ekonomia dhe performanca e ngrohjes merren gjithashtu parasysh.

Ftohja e pjesëve mund të përdoret në tre mënyra: spërkatje me ujë, rrjedhje uji, zhytje pjesërisht në një medium forcues. Ftohja e dushit mund të kryhet si në induktorë-spërkatës ashtu edhe në dhoma të veçanta shuarjeje. Ftohja me rrjedhje lejon krijimin e një presioni të tepërt të rendit 1 atm, i cili kontribuon në një ftohje më uniforme të pjesës. Për të siguruar ftohje intensive dhe uniforme, është e nevojshme që uji të lëvizë përgjatë sipërfaqes së ftohur me një shpejtësi prej 5-30 m / s.

Forca e elementeve është veçanërisht kritike strukturat prej çeliku në masë të madhe varet nga gjendja e nyjeve. Sipërfaqja e pjesëve luan një rol të rëndësishëm. Për t'i dhënë asaj fortësinë, qëndrueshmërinë ose qëndrueshmërinë e kërkuar, kryhen operacione të trajtimit të nxehtësisë. Sipërfaqja e pjesëve ngurtësohet me metoda të ndryshme. Një prej tyre është forcimi me rryma me frekuencë të lartë, pra me rrymë me frekuencë të lartë. Është një nga mënyrat më të zakonshme dhe shumë produktive gjatë prodhimit me volum të madh të elementeve të ndryshëm strukturorë.

Një trajtim i tillë termik zbatohet si në të gjitha pjesët ashtu edhe në zonat e tyre individuale. Në këtë rast, qëllimi është të arrihen nivele të caktuara të forcës, duke rritur kështu jetën dhe performancën e shërbimit.

Teknologjia përdoret për të forcuar nyjet e pajisjeve teknologjike dhe transportit, si dhe për forcimin e mjeteve të ndryshme.

Thelbi i teknologjisë

Forcimi me HFC është një përmirësim në karakteristikat e forcës së një pjese për shkak të aftësisë së një rryme elektrike (me amplitudë të ndryshueshme) për të depërtuar në sipërfaqen e pjesës, duke e nënshtruar atë ndaj ngrohjes. Thellësia e depërtimit për shkak të fushës magnetike mund të jetë e ndryshme. Njëkohësisht me ngrohjen dhe forcimin e sipërfaqes, bërthama e montimit mund të mos nxehet fare ose të rrisë pak temperaturën e saj. Shtresa sipërfaqësore e pjesës së punës formon trashësinë e kërkuar, të mjaftueshme për kalimin e rrymës elektrike. Kjo shtresë paraqet thellësinë e depërtimit të rrymës elektrike.

Eksperimentet e kanë vërtetuar këtë një rritje në frekuencën e rrymës kontribuon në një ulje të thellësisë së depërtimit... Ky fakt hap mundësi për rregullimin dhe marrjen e pjesëve me një shtresë minimale të ngurtësuar.

Trajtimi i nxehtësisë i HDTV kryhet në instalime speciale - gjeneratorë, shumëzues, konvertues të frekuencës, të cilat lejojnë rregullimin në intervalin e kërkuar. Përveç karakteristikave të frekuencës, forcimi përfundimtar ndikohet nga dimensionet dhe forma e pjesës, materiali i prodhimit dhe induktori i përdorur.

U zbulua gjithashtu rregullsia e mëposhtme - sa më i vogël të jetë produkti dhe sa më e thjeshtë të jetë forma e tij, aq më mirë shkon procesi i ngurtësimit. Kjo gjithashtu redukton konsumin e përgjithshëm të energjisë së instalimit.

Induktor bakri. Shpesh ka vrima shtesë në sipërfaqen e brendshme për furnizimin me ujë gjatë ftohjes. Në këtë rast, procesi shoqërohet me ngrohje parësore dhe ftohje të mëvonshme pa furnizim me energji elektrike. Konfigurimet e induktorëve janë të ndryshme. Pajisja e zgjedhur varet drejtpërdrejt nga pjesa e punës që përpunohet. Disa njësi u mungojnë vrimat. Në një situatë të tillë, pjesa ftohet në një rezervuar të veçantë shuarjeje.

Kërkesa kryesore për procesin e ngurtësimit të HFC është të ruhet një hendek konstant midis induktorit dhe produktit. Duke ruajtur intervalin e specifikuar, cilësia e ngurtësimit bëhet më e larta.

Forcimi mund të bëhet në një nga mënyrat:

E vazhdueshme-sekuenciale: pjesa është e palëvizshme, dhe induktori lëviz përgjatë boshtit të saj.
Njëkohësisht: produkti është në lëvizje, dhe induktori është anasjelltas.
Sekuenciale: pjesët e ndryshme përpunohen në sekuencë.

Karakteristikat e instalimit të induksionit

Njësia e forcimit HDTV është një gjenerator me frekuencë të lartë së bashku me një induktor. Pjesa e punës që do të përpunohet ndodhet si në vetë induktorin ashtu edhe pranë tij. Është një spirale mbi të cilën është mbështjellë një tub bakri.

Një rrymë elektrike alternative, kur kalon nëpër një induktor, krijon një fushë elektromagnetike që depërton në pjesën e punës. Ajo provokon zhvillimin e rrymave vorbull (rrymat e Foucault), të cilat kalojnë në strukturën e pjesës dhe rrisin temperaturën e saj.

Tipari kryesor i teknologjisë- depërtimi i rrymës vorbull në strukturën sipërfaqësore të metalit.

Rritja e frekuencës hap mundësi për përqendrimin e nxehtësisë në një zonë të vogël të pjesës. Kjo rrit shkallën e rritjes së temperaturës dhe mund të arrijë deri në 100 - 200 gradë / sek. Shkalla e fortësisë rritet në 4 njësi, e cila përjashtohet gjatë forcimit me shumicë.

Ngrohja me induksion - karakteristikat

Shkalla e ngrohjes me induksion varet nga tre parametra - fuqia specifike, koha e ngrohjes, frekuenca e rrymës elektrike. Fuqia përcakton kohën e shpenzuar për ngrohjen e pjesës. Prandaj, me një vlerë më të madhe, harxhohet më pak kohë.

Koha e ngrohjes karakterizohet nga sasia totale e nxehtësisë së konsumuar dhe temperatura e zhvilluar. Frekuenca, siç u përmend më lart, përcakton thellësinë e depërtimit të rrymave dhe shtresën e ngurtësueshme të formuar. Këto karakteristika janë të lidhura në mënyrë të kundërt. Me rritjen e frekuencës, dendësia e madhe e metalit të ndezur zvogëlohet.

Janë këta 3 parametra që lejojnë në një gamë të gjerë të rregullojnë shkallën e fortësisë dhe thellësisë së shtresës, si dhe vëllimin e ngrohjes.

Praktika tregon se karakteristikat e grupit gjenerues (vlerat e tensionit, fuqisë dhe rrymës) janë të kontrolluara, si dhe koha e ngrohjes. Shkalla e ngrohjes së pjesës mund të monitorohet duke përdorur një pirometër. Megjithatë, në përgjithësi, kontrolli i vazhdueshëm i temperaturës nuk kërkohet sepse ka mënyra optimale të ngrohjes HDTV që sigurojnë cilësi të qëndrueshme. Mënyra e duhur zgjidhet duke marrë parasysh karakteristikat elektrike të ndryshuara.

Pas shuarjes, produkti dërgohet në laborator për kërkime. Studohet fortësia, struktura, thellësia dhe rrafshi i shtresës së ngurtësuar të shpërndarë.

Forcimi i sipërfaqes me HFC e shoqeruar me ngrohje te madhe krahasuar me procesin konvencional. Kjo shpjegohet si më poshtë. Para së gjithash, shkalla e lartë e rritjes së temperaturës tenton të rrisë pikat kritike. Së dyti, është e nevojshme në afatshkurtër për të siguruar përfundimin e transformimit të perlitit në austenit.

Forcimi me frekuencë të lartë, në krahasim me procesin konvencional, shoqërohet me ngrohje më të lartë. Megjithatë, metali nuk mbinxehet. Kjo shpjegohet me faktin se elementët kokrrizorë në strukturën e çelikut nuk kanë kohë të rriten në një kohë minimale. Për më tepër, forcimi vëllimor ka një forcë më të ulët se 2-3 njësi. Pas forcimit me HFC, pjesa ka rezistencë ndaj konsumit dhe fortësi më të lartë.

Si zgjidhet temperatura?

Pajtueshmëria me teknologjinë duhet të shoqërohet me zgjedhjen e saktë të diapazonit të temperaturës. Kryesisht, gjithçka do të varet nga metali që përpunohet.

Çeliku klasifikohet në disa lloje:

Hipoeutectoid - përmbajtje karboni deri në 0.8%;
Hipereutektoid - më shumë se 0.8%.

Çeliku hipoeutektoid nxehet në një vlerë pak më të lartë se sa është e nevojshme për të kthyer perlitin dhe ferritin në austenit. Gama nga 800 në 850 gradë. Pastaj pjesa me shpejtësi e lartë ftohur. Pas ftohjes së menjëhershme, austeniti shndërrohet në martensit, i cili ka fortësi dhe forcë të lartë. Me një kohë të shkurtër ekspozimi, përftohet austeniti i një strukture me kokrriza të imta, si dhe martensiti me ashkular të imët. Çeliku merr fortësi të lartë dhe brishtësi të ulët.

Çeliku hipereutekoid nxehet më pak. Gama është nga 750 në 800 gradë. Në këtë rast, kryhet forcim jo i plotë. Kjo shpjegohet me faktin se një temperaturë e tillë lejon ruajtjen e një vëllimi të caktuar çimentiti në strukturë, i cili ka një fortësi më të lartë në krahasim me martensitin. Pas ftohjes së shpejtë, austeniti shndërrohet në martensit. Çimentiti ruhet nga përfshirje të vogla. Zona ruan gjithashtu karbon të pa tretur plotësisht, i cili është kthyer në karabit të ngurtë.

Përparësitë e teknologjisë

Mënyrat e kontrollit;
Zëvendësimi i çelikut të lidhur me çelik karboni;
Procesi uniform i ngrohjes së produktit;
Aftësia për të mos ngrohur plotësisht të gjithë pjesën. Konsumi i reduktuar i energjisë;
Fortësi e lartë e fituar e pjesës së përpunuar të punës;
Procesi i oksidimit nuk ndodh, karboni nuk digjet;
Pa mikroçarje;
Nuk ka pika të shtrembëruara;
Ngrohja dhe forcimi i zonave të caktuara të produkteve;
Reduktimi i kohës së shpenzuar në procedurë;
Zbatimi në prodhimin e pjesëve për instalimet HFC në linjat teknologjike.

Të metat

Disavantazhi kryesor i kësaj teknologjie është kostoja e konsiderueshme e instalimit. Është për këtë arsye që përshtatshmëria e aplikimit justifikohet vetëm në prodhimin në shkallë të gjerë dhe përjashton mundësinë e kryerjes së punës me duart tuaja në shtëpi.

Mësoni më shumë rreth funksionimit dhe parimit të funksionimit të instalimit në videot e paraqitura.

Shumë pjesë kritike punojnë në gërryerje dhe ekspozohen njëkohësisht ngarkesat e goditjes... Pjesë të tilla duhet të kenë fortësi të lartë sipërfaqësore, rezistencë të mirë ndaj konsumit dhe në të njëjtën kohë të mos jenë të brishta, domethënë të mos shkatërrohen nga goditjet.

Fortësia e lartë e sipërfaqes së pjesëve duke ruajtur një bërthamë të fortë dhe të fortë arrihet me forcimin e sipërfaqes.

Nga metodat moderne të forcimit të sipërfaqes, më të zakonshmet në inxhinierinë mekanike janë këto: forcim kur nxehet rryma me frekuencë të lartë (HFC); forcimi dhe ngurtësimi me flakë në një elektrolit.

Zgjedhja e kësaj ose asaj metode të forcimit të sipërfaqes përcaktohet nga fizibiliteti teknologjik dhe ekonomik.

Shuarja kur nxehet nga rrymat me frekuencë të lartë. Kjo metodë është një nga metodat më efikase të forcimit sipërfaqësor të metaleve. Zbulimi i kësaj metode dhe zhvillimi i themeleve të saj teknologjike i përket shkencëtarit të talentuar rus V.P. Vologdin.

Ngrohja me frekuencë të lartë bazohet në fenomenin e mëposhtëm. Kur një rrymë elektrike alternative me frekuencë të lartë kalon nëpër një induktor bakri, rreth këtij të fundit formohet një fushë magnetike, e cila depërton në pjesën e çelikut të vendosur në induktor dhe shkakton rryma vorbulle të Foucault në të. Këto rryma shkaktojnë ngrohjen e metalit.

Karakteristikë e ngrohjes HDTVështë se rrymat vorbull të shkaktuara në çelik nuk shpërndahen në mënyrë të barabartë në seksionin e pjesës, por shtyhen përsëri në sipërfaqe. Shpërndarja e pabarabartë e rrymave vorbull çon në ngrohje të pabarabartë: shtresat sipërfaqësore nxehen shumë shpejt në temperatura të larta, dhe thelbi ose nuk nxehet fare ose nxehet vetëm pak për shkak të përçueshmërisë termike të çelikut. Trashësia e shtresës nëpër të cilën rrjedh rryma quhet thellësi depërtimi dhe shënohet me shkronjën δ.

Trashësia e shtresës varet kryesisht nga frekuenca e rrymës alternative, rezistenca e metalit dhe përshkueshmëria magnetike. Kjo varësi përcaktohet nga formula

δ = 5,03-10 4 rrënja e (ρ / μν) mm,

ku ρ është rezistenca elektrike, ohm mm 2 / m;

μ, - përshkueshmëria magnetike, gs / e;

v - frekuenca, hz.

Formula tregon se me rritjen e frekuencës, thellësia e depërtimit të rrymave të induksionit zvogëlohet. Rryma me frekuencë të lartë për ngrohjen me induksion të pjesëve merret nga gjeneratorët.

Kur zgjidhni frekuencën aktuale, përveç shtresës së nxehtë, është e nevojshme të merren parasysh forma dhe dimensionet e pjesës në mënyrë që të arrihet një forcim i sipërfaqes me cilësi të lartë dhe përdorim ekonomik. energji elektrike instalimet me frekuencë të lartë.

Induktorët e bakrit kanë një rëndësi të madhe për ngrohjen me cilësi të lartë të pjesëve.

Induktorët më të zakonshëm kanë një sistem vrimash të vogla në brendësi përmes të cilave furnizohet uji ftohës. Një induktor i tillë është njëkohësisht një pajisje ngrohëse dhe ftohëse. Sapo pjesa e vendosur në induktor të nxehet deri në temperaturën e caktuar, rryma do të fiket automatikisht dhe uji do të rrjedhë nga vrimat e induktorit dhe do të përdorë një sprej (dush uji) për të ftohur sipërfaqen e pjesës.

Pjesët mund të ngrohen edhe në induktorë që nuk kanë pajisje mbytjeje. Në induktorë të tillë, pjesët pas ngrohjes hidhen në një rezervuar shuarjeje.

Forcimi i HFC kryhet kryesisht me metoda të njëkohshme dhe të vazhdueshme-sekuenciale. Me metodën e njëkohshme, pjesa që do të ngurtësohet rrotullohet brenda një induktori të palëvizshëm, gjerësia e të cilit është e barabartë me pjesën që do të ngurtësohet. Kur skadon koha e paracaktuar e ngrohjes, stafeta e kohës shkëput rrymën nga gjeneratori dhe një stafetë tjetër, e ndërlidhur me të parën, ndez furnizimin me ujë, i cili në rryma të vogla por të forta shpërthen nga vrimat e induktorit dhe e fton pjesën.

Me metodën e vazhdueshme-sekuenciale, pjesa është e palëvizshme, dhe induktori lëviz përgjatë saj. Në këtë rast, ngrohja vijuese e pjesës që do të ngurtësohet, pas së cilës zona bie nën një rrjedhë uji nga një pajisje spërkatës e vendosur në një distancë nga induktori.

Pjesët e sheshta ngurtësohen në induktorët me lak dhe zigzag, dhe ingranazhet me një modul të vogël - në të njëjtën kohë në induktorët unazë. Makrostruktura e shtresës së ngurtësuar të një ingranazhi makine modulare të imët të bërë nga çeliku PPZ-55 (çelik me fortueshmëri të ulët). Mikrostruktura e shtresës së shuar është martensiti me formë thumbore.

Fortësia e shtresës sipërfaqësore të pjesëve të ngurtësuara nga ngrohja me HFC fitohet nga 3-4 njësi HRC më e lartë se fortësia me forcim konvencional me shumicë.

Për të rritur forcën e bërthamës, pjesët përmirësohen ose normalizohen përpara forcimit të HFC.

Përdorimi i ngrohjes me HFC për ngurtësimin sipërfaqësor të pjesëve të makinerive dhe veglave mund të zvogëlojë në mënyrë dramatike kohëzgjatjen e procesit të trajtimit termik. Për më tepër, kjo metodë bën të mundur prodhimin e njësive të mekanizuara dhe të automatizuara për pjesët e forcimit, të cilat instalohen në rrjedhën e përgjithshme të dyqaneve të përpunimit. Si rezultat, nuk ka nevojë të transportohen pjesë në dyqane speciale termike dhe sigurohet funksionimi ritmik i linjave të prodhimit dhe transportuesve të montimit.

Forcimi i sipërfaqes me flakë. Kjo metodë konsiston në ngrohjen e sipërfaqes së pjesëve të çelikut me një flakë acetilen-oksigjen në një temperaturë që tejkalon pikën e sipërme kritike me 50-60 ° C. Një C 3 , e ndjekur nga ftohja e shpejtë me një dush uji.

Thelbi i procesit të ngurtësimit të flakës është se nxehtësia e furnizuar nga flaka e gazit nga djegësi në pjesën që do të ngurtësohet është e përqendruar në sipërfaqen e saj dhe tejkalon ndjeshëm sasinë e nxehtësisë së përhapur thellë në metal. Si rezultat i një fushe të tillë të temperaturës, sipërfaqja e pjesës fillimisht nxehet shpejt deri në temperaturën e ngurtësimit, pastaj ftohet, dhe thelbi i pjesës praktikisht mbetet i pangurtësuar dhe pas ftohjes nuk ndryshon strukturën dhe fortësinë e saj.

Forcimi me flakë përdoret për të forcuar dhe rritur rezistencën ndaj konsumit të pjesëve të tilla të mëdha dhe të rënda të çelikut si boshtet me gunga të presave mekanike, ingranazhet e trashë, dhëmbët e kovës së ekskavatorit, etj. Përveç pjesëve të çelikut, pjesët e bëra prej gize gri dhe pearlitike, p.sh. udhëzues shtrati për veglat e makinës metalprerëse.

Forcimi me flakë ndahet në katër lloje:

a) sekuenciale, kur pishtari i shuarjes me një lëng ftohës lëviz përgjatë sipërfaqes së pjesës së palëvizshme të punës që përpunohet;

b) shuarja me rrotullim, në të cilën pishtari me lëngun ftohës mbetet i palëvizshëm dhe pjesa që do të ngurtësohet rrotullohet;

c) sekuenciale me rrotullimin e pjesës, kur pjesa rrotullohet vazhdimisht dhe përgjatë saj lëviz një pishtar shuarës me një lëng ftohës;

d) lokale, në të cilën pjesa e palëvizshme nxehet në një temperaturë të paracaktuar të shuarjes me një djegës të palëvizshëm, pas së cilës ftohet nga një rrjedhë uji.

Një metodë e shuarjes së flakës së një rul që rrotullohet me një shpejtësi të caktuar ndërsa djegësi mbetet i palëvizshëm. Temperatura e ngrohjes kontrollohet me miliskop.

Në varësi të qëllimit të pjesës, thellësia e shtresës së ngurtësuar zakonisht merret e barabartë me 2.5-4.5 mm.

Faktorët kryesorë që ndikojnë në thellësinë e ngurtësimit dhe strukturën e çelikut të ngurtësuar janë: shpejtësia e lëvizjes së pishtarit ngurtësues në raport me pjesën e ngurtësuar ose pjesë në raport me pishtarin; shpejtësia e daljes së gazit dhe temperatura e flakës.

Zgjedhja e makinave forcuese varet nga forma e pjesëve, mënyra e forcimit dhe numri i caktuar i pjesëve. Nëse keni nevojë të ngurtësoni pjesë të formave dhe madhësive të ndryshme dhe në sasi të vogla, atëherë është më e përshtatshme të përdorni makina universale forcuese. Në fabrika zakonisht përdoren instalime speciale dhe torno.

Për forcim, përdoren dy lloje djegëse: modulare me një modul nga M10 në MZ0 dhe me shumë flakë me majë të zëvendësueshme që kanë një gjerësi flakë nga 25 në 85. mm. Strukturisht, djegësit janë rregulluar në atë mënyrë që hapjet për flakën e gazit dhe ujin ftohës të vendosen në një rresht, paralelisht. Uji furnizohet me djegëset nga rrjeti i ujësjellësit dhe shërben njëkohësisht për forcimin e pjesëve dhe ftohjen e grykës.

Acetileni dhe oksigjeni përdoren si gazra të djegshëm.

Pas forcimit me flakë, mikrostruktura në zona të ndryshme të pjesës është e ndryshme. Shtresa e ngurtësuar merr një fortësi të lartë dhe mbetet e pastër, pa asnjë shenjë oksidimi dhe dekarburizimi.

Kalimi i strukturës nga sipërfaqja e pjesës në bërthamë ndodh pa probleme, gjë që ka një rëndësi të madhe për rritjen e qëndrueshmërisë operative të pjesëve dhe eliminon plotësisht fenomenet e dëmshme - plasaritjen dhe qërimin e shtresave metalike të ngurtësuara.

Fortësia ndryshon sipas strukturës së shtresës së ngurtësuar. Në sipërfaqen e pjesës është 56-57 HRC, dhe më pas zvogëlohet në fortësinë që ka pasur pjesa para ngurtësimit sipërfaqësor. Per te siguruar Cilesi e larte ngurtësimi, marrja e fortësisë uniforme dhe rritja e forcës së bërthamës, pjesëve të derdhura dhe të farkëtuara para ngurtësimit me flakë janë pjekje ose normalizuar në përputhje me kushtet e zakonshme.

Sipërfaqësore prapaforcim në elektrolit. Thelbi i këtij fenomeni është se nëse një rrymë elektrike konstante kalon nëpër elektrolit, atëherë në katodë formohet një shtresë e hollë, e përbërë nga flluskat më të vogla të hidrogjenit. Për shkak të përçueshmërisë së dobët elektrike të hidrogjenit, rezistenca ndaj kalimit të rrymës elektrike rritet shumë dhe katoda (pjesa) nxehet në një temperaturë të lartë, pas së cilës ajo shuhet. Një zgjidhje ujore 5-10% e hirit të sodës përdoret zakonisht si elektrolit.

Procesi i ngurtësimit është i thjeshtë dhe është si më poshtë. Pjesa që do të ngurtësohet zhytet në elektrolit dhe lidhet me polin negativ të një gjeneratori të rrymës direkte me një tension 200-220 v dhe dendësia 3-4 a / cm 2, si rezultat i së cilës bëhet katodë. Varësisht se cila pjesë e pjesës është ngurtësuar në sipërfaqe, pjesa zhytet në një thellësi të caktuar. Pjesa nxehet në pak sekonda dhe rryma fiket. Mjeti ftohës është i njëjti elektrolit. Pra, banja e elektrolitit shërben si një furrë ngrohjeje dhe si një rezervuar shuarjeje.

Instalimi i shuarjes për ngrohjen e t. V. h. përbëhet nga një gjenerator i ashtuquajtur. h.,

një transformator në rënie, banka kondensatorësh, një induktor, një vegël makine (nganjëherë makina zëvendësohet me një pajisje për drejtimin e një pjese ose një induktor) dhe pajisje që mbartin një shërbim ndihmës (rele kohor, stafetë e kontrollit të furnizimit me lëng për shuarjen, sinjalizimi, pajisje bllokuese dhe rregulluese).

Në instalimet e konsideruara, të tilla gjeneratorë t.v.ch. në frekuenca mesatare (500-10000 Hz), gjeneratorë makinerish dhe konvertues statikë të tipit tiristor së fundmi; gjeneratorë tubash në frekuenca të larta (60,000 Hz e lart). Një lloj gjeneratorësh premtues janë konvertuesit e joneve, të ashtuquajturit gjeneratorë ekcitron. Ato ju lejojnë të mbani humbjet e energjisë në minimum.

Në fig. 5 tregon një diagram të një instalimi me një gjenerator makinerie. Përveç gjeneratorit të makinës 2 dhe motori 3 me ngacmuesin 1, instalimi përmban një transformator në rënie 4, bankat kondensatorë 6 dhe induktor 5. Transformatori ul tensionin në një kasafortë (30-50 V) dhe në të njëjtën kohë rrit fuqinë aktuale 25-30 herë, duke e çuar atë në 5000-8000 A.

Figura 5 Fotografia 6

Tabela 1 Llojet dhe modelet e induktorëve

Në Fig. 6 tregon një shembull të ngurtësimit me një induktor me shumë rrotullime. Ngurtësimi kryhet si më poshtë:

Pjesa vendoset brenda një induktori të palëvizshëm. Me lëshimin e aparatit HDTV, pjesa fillon të rrotullohet rreth boshtit të saj dhe në të njëjtën kohë nxehet, më pas, me ndihmën e kontrollit të automatizuar, furnizohet lëngu (uji) dhe ftohet. I gjithë procesi zgjat nga 30-45 sekonda.

Shuarja e HFC është një lloj trajtimi termik i metalit, si rezultat i të cilit ngurtësia rritet ndjeshëm dhe materiali humbet duktilitetin e tij. Dallimi midis ngurtësimit me HFC dhe metodave të tjera të forcimit është se ngrohja kryhet duke përdorur instalime speciale HFC, të cilat veprojnë në pjesën e destinuar për forcimin me rryma me frekuencë të lartë. Shuarja e HFC-së ka shumë përparësi, më kryesorja është kontrolli i plotë i ngrohjes. Përdorimi i këtyre komplekseve të forcimit mund të përmirësojë ndjeshëm cilësinë e produkteve, pasi procesi i forcimit kryhet në një mënyrë plotësisht automatike, puna e operatorit konsiston vetëm në sigurimin e boshtit dhe fillimin e ciklit të funksionimit të makinës.

5.1 Përparësitë e komplekseve të forcimit me induksion (instalimet e ngrohjes me induksion):

Forcimi me HFC mund të kryhet me një saktësi prej 0,1 mm

Sigurimi i ngrohjes uniforme, forcimi me induksion ju lejon të arrini një shpërndarje ideale të fortësisë përgjatë gjithë gjatësisë së boshtit

Fortësia e lartë e shuarjes së HFC arrihet përmes përdorimit të induktorëve specialë me kanale uji, të cilët ftohin boshtin menjëherë pas ngrohjes.

Pajisjet e shuarjes HFC (furra shuarëse) zgjidhen ose prodhohen në përputhje të plotë me specifikimet teknike.

6.Shkatërrimi në makineritë e goditjes me goditje

Në makinat e shpërthimit me plumb, pjesët pastrohen nga shkalla me një rrymë gize ose çeliku. Avioni krijohet nga ajri i kompresuar me presion 0,3-0,5 MPa (shpërthim pneumatik) ose nga rrotat e shtytësit me rrotullim të shpejtë (pastrim mekanik me tehe të gjuajtjes).

Në shpërthim pneumatik me plumb në instalime mund të përdoret si rëra e shkrepur dhe kuarci. Megjithatë, në rastin e fundit, formohet një sasi e madhe pluhuri, duke arritur në 5-10% të masës së pjesëve që do të pastrohen. Duke hyrë në mushkëritë e personelit të mirëmbajtjes, pluhuri i kuarcit shkakton një sëmundje profesionale - silikozë. Prandaj, kjo metodë përdoret në raste të jashtëzakonshme. Gjatë shpërthimit, presioni i ajrit të kompresuar duhet të jetë 0,5-0,6 MPa. Gize bëhet duke hedhur hekur të lëngshëm në ujë duke spërkatur një rrjedhë gize me ajër të ngjeshur, e ndjekur nga renditja në sita. Gjuajtja duhet të ketë strukturë prej gize të bardhë me fortësi 500 HB, dimensionet e saj janë në intervalin 0,5-2 mm. Konsumi i gjuajtjes prej gize është vetëm 0,05-0,1% e masës së pjesëve. Gjatë pastrimit me gjuajtje, fitohet një sipërfaqe më e pastër e pjesës, arrihet një produktivitet më i madh i aparatit dhe sigurohen kushte më të mira pune se sa kur pastrohet me rërë. Për të mbrojtur atmosferën e ambientit nga pluhuri, makineritë e shpërthyesit janë të pajisura me kapuç të mbyllur me ventilim të përmirësuar të shkarkimit. Sipas standardeve sanitare, përqendrimi maksimal i lejuar i pluhurit nuk duhet të kalojë 2 mg / m3. Transporti i xhirimeve në instalimet moderne është plotësisht i mekanizuar.

Pjesa kryesore e instalimit pneumatik është një makinë shpërthyese me goditje, e cila mund të jetë me injeksion dhe gravitet. Makina më e thjeshtë e shpërthimit me injeksion me një dhomë (Fig. 7) është një cilindër 4, me një hinkë për gjuajtje në krye, të mbyllur hermetikisht me kapak 5. Në pjesën e poshtme, cilindri përfundon me një gyp, hapja nga e cila të çon në dhomën e përzierjes. 2. Gjuajtja ushqehet nga një përplasje rrotulluese 3. Ajri i kompresuar furnizohet në dhomën e përzierjes përmes valvulës 1, e cila kap goditjen dhe e transporton atë përmes një zorrë fleksibël 7 dhe një grykë 6 per detaje. Gjuajtja është nën presionin e ajrit të kompresuar derisa të rrjedhë nga gryka, gjë që rrit efikasitetin e avionit gërryes. Në aparatin e modelit të përshkruar me një dhomë, ajri i kompresuar duhet të fiket përkohësisht kur të rimbushet me goditje.

Rryma me frekuencë të lartë gjenerohet në instalim për shkak të induktorit dhe lejon ngrohjen e produktit të vendosur në afërsi të induktorit. Makina me induksion është ideale për forcimin e produkteve metalike. Është në instalimin HDTV që është e mundur të programohet qartë: thellësia e kërkuar e depërtimit të nxehtësisë, koha e ngurtësimit, temperatura e ngrohjes dhe procesi i ftohjes.

Për herë të parë, pajisjet e induksionit u përdorën për forcim pas një propozimi nga V.P. Volodin në 1923. Pas provave dhe testimeve të gjata, ngrohja HFC është përdorur për forcimin e çelikut që nga viti 1935. Instalimet HFC për forcim janë deri tani mënyra më produktive e trajtimit termik të produkteve metalike.

Pse një makinë induksioni është më e përshtatshme për forcim

Forcimi HFC i pjesëve metalike kryhet për të rritur rezistencën e shtresës së sipërme të produktit ndaj dëmtimeve mekanike, ndërsa qendra e pjesës së punës ka një viskozitet të rritur. Është e rëndësishme të theksohet se thelbi i produktit mbetet plotësisht i pandryshuar gjatë ngurtësimit me HFC.
Instalimi me induksion ka shumë përparësi shumë të rëndësishme në krahasim me llojet alternative të ngrohjes: nëse më parë instalimet HDTV ishin më të rënda dhe të papërshtatshme, por tani kjo mangësi është korrigjuar dhe pajisjet janë bërë universale për trajtimin e nxehtësisë së produkteve metalike.

Përparësitë e pajisjeve të induksionit

Një nga disavantazhet e një forcuesi me induksion është pamundësia e përpunimit të disa produkteve me një formë komplekse.

Varietetet e forcimit të metaleve

Ekzistojnë disa lloje të forcimit të metaleve. Për disa produkte mjafton që metali të ngrohet dhe të ftohet menjëherë, ndërsa për disa të tjera është e nevojshme të mbahet në një temperaturë të caktuar.
Ekzistojnë llojet e mëposhtme të ngurtësimit:

Forcimi i palëvizshëm: përdoret, si rregull, për pjesët me një sipërfaqe të vogël të sheshtë. Pozicioni i pjesës dhe induktorit mbetet i pandryshuar kur përdoret kjo metodë forcimi.
Forcim vijues i vazhdueshëm: përdoret për forcimin e produkteve cilindrike ose të sheshta. Me forcim të vazhdueshëm-sekuencial, pjesa mund të lëvizë nën induktor, ose të mbajë pozicionin e saj të pandryshuar.
Forcimi tangjencial i produkteve: i shkëlqyer për përpunimin e pjesëve të vogla cilindrike. Shuarja e vazhdueshme e vazhdueshme tangjenciale e rrotullon produktin një herë gjatë gjithë procesit të trajtimit termik.
Njësia HFC për forcim është një pajisje e aftë të prodhojë forcim me cilësi të lartë të një produkti dhe në të njëjtën kohë të kursejë burimet e prodhimit.