Ythärdning med tvc. Utrustning för härdning av tvch

Induktionsuppvärmning sker genom att arbetsstycket placeras nära en elektrisk växelströmledare som kallas en induktor. När den passerar genom induktorströmmen hög frekvens(HFC) skapas ett elektromagnetiskt fält och, om en metallprodukt befinner sig i detta fält, exciteras en elektromotorisk kraft i det, vilket gör att en växelström med samma frekvens passerar genom produkten som induktorströmmen.

Således induceras en termisk effekt som gör att produkten värms upp. Värmeeffekten P, som frigörs i den uppvärmda delen, kommer att vara lika med:

där K är en koefficient beroende på produktens konfiguration och storleken på gapet som bildas mellan produktens och induktorns ytor; Iin - strömstyrka; f - strömfrekvens (Hz); r - elektrisk resistivitet (Ohm · cm); m - magnetisk permeabilitet (H / E) av stål.

Processen med induktionsuppvärmning påverkas avsevärt av ett fysiskt fenomen som kallas yteffekten (hudeffekten): strömmen induceras huvudsakligen i ytskikten, och vid höga frekvenser är strömtätheten i delens kärna låg. Djupet på det uppvärmda lagret uppskattas med formeln:

Genom att öka frekvensen av strömmen kan du koncentrera betydande kraft i en liten volym av det uppvärmda arbetsstycket. På grund av detta realiseras höghastighetsuppvärmning (upp till 500 C / sek).

Induktionsvärmeparametrar

Induktionsuppvärmning kännetecknas av tre parametrar: specifik effekt, uppvärmningstid och strömfrekvens. Specifik effekt är den effekt som omvandlas till värme per 1 cm2 av den uppvärmda metallens yta (kW / cm2). Uppvärmningshastigheten för produkten beror på värdet på den specifika effekten: ju högre den är, desto snabbare utförs uppvärmningen.

Uppvärmningstiden bestämmer den totala mängden värmeenergi som överförs och därmed den uppnådda temperaturen. Det är också viktigt att ta hänsyn till strömmens frekvens, eftersom djupet på det härdade lagret beror på det. Strömmens frekvens och det uppvärmda skiktets djup är i motsatt förhållande (andra formeln). Ju högre frekvens, desto mindre är den uppvärmda metallvolymen. Genom att välja värdet på den specifika effekten, uppvärmningens varaktighet och strömfrekvensen är det möjligt att variera de slutliga parametrarna för induktionsuppvärmning inom ett brett intervall - hårdheten och djupet på det härdade lagret under härdning eller den uppvärmda volymen under uppvärmning för stämpling.

I praktiken är de kontrollerade uppvärmningsparametrarna de elektriska parametrarna för strömgeneratorn (effekt, ström, spänning) och uppvärmningens varaktighet. Med hjälp av pyrometrar kan även metallens uppvärmningstemperatur registreras. Men oftare finns det inget behov av konstant temperaturkontroll, eftersom det optimala uppvärmningsläget är valt, vilket säkerställer en konstant kvalitet på härdning eller uppvärmning av HFC. Det optimala härdningsläget väljs genom att ändra de elektriska parametrarna. På så sätt härdas flera delar. Vidare utsätts delarna för laboratorieanalys med fixering av hårdhet, mikrostruktur, fördelning av det härdade lagret i djup och plan. Vid underkylning observeras kvarvarande ferrit i strukturen hos hypoeutektoida stål; vid överhettning uppstår grovacikulär martensit. Tecknen på defekter när HDTV:n värms upp är desamma som när klassiska teknologier värmebehandling.

Vid ythärdning med HFC sker uppvärmning till en högre temperatur än vid konventionell bulkhärdning. Detta beror på två skäl. För det första, vid en mycket hög uppvärmningshastighet, ökar temperaturerna för de kritiska punkterna vid vilka övergången av perlit till austenit sker, och för det andra är det nödvändigt att denna omvandling hinner slutföras på en mycket kort uppvärmnings- och hålltid.

Trots att uppvärmning vid högfrekvent härdning utförs till en högre temperatur än vid normal härdning, överhettas inte metallen. Detta beror på att spannmålen i stål helt enkelt inte hinner växa på mycket kort tid. Det bör också noteras att i jämförelse med volymhärdning är hårdheten efter härdning med HFC högre med cirka 2–3 HRC-enheter. Detta ger en högre slitstyrka och ythårdhet på delen.

Fördelar med högfrekvent släckning

hög processproduktivitet
lätt att justera tjockleken på det härdade lagret
minimal skevhet
nästan fullständig frånvaro av slagg
förmågan att helt automatisera hela processen
möjligheten att placera en härdningsenhet i flödet av bearbetning.

Oftast utsätts delar av kolstål med en halt av 0,4-0,5% C för ythögfrekvent härdning Dessa stål har efter härdning en ythårdhet på HRC 55-60. Vid högre kolhalter finns risk för sprickbildning på grund av plötslig nedkylning. Tillsammans med kolstål används även låglegerat krom, krom-nickel, krom-kisel och andra stål.

Utrustning för att utföra induktionshärdning (HFC)

Induktionshärdning kräver speciell teknisk utrustning, som inkluderar tre huvudenheter: en strömkälla - en generator av högfrekventa strömmar, en induktor och en anordning för rörliga delar i maskinen.

En högfrekvent strömgenerator är elektriska maskiner som skiljer sig åt i de fysiska principerna för bildandet av en elektrisk ström i dem.

Elektroniska enheter som fungerar på principen om vakuumrör som omvandlar likström till växelström med ökad frekvens - rörgeneratorer.
Elektriska maskinanordningar som arbetar enligt principen att rikta en elektrisk ström i en ledare, röra sig i ett magnetfält, omvandla en trefasström av industriell frekvens till växelström med ökad frekvens - maskingeneratorer.
Halvledarenheter som fungerar enligt principen om tyristorenheter som omvandlar likström till växelström med ökad frekvens - tyristoromvandlare (statiska generatorer).

Generatorer av alla typer skiljer sig i frekvens och effekt av den genererade strömmen

Generatortyper Effekt, kW Frekvens, kHz Verkningsgrad

Rör 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

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

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

Ythärdning av små delar (nålar, kontakter, fjäderspetsar) utförs med hjälp av mikroinduktionsgeneratorer. Frekvensen som genereras av dem når 50 MHz, uppvärmningstiden för härdning är 0,01-0,001 s.

HFC-härdningsmetoder

Beroende på prestanda för uppvärmning särskiljs induktionskontinuerlig-sekventiell härdning och samtidig härdning.

Kontinuerlig sekventiell härdning används för långa delar med konstant tvärsnitt (axlar, axlar, plana ytor på långa produkter). Den uppvärmda delen rör sig i induktorn. Den del av delen, som vid ett visst ögonblick befinner sig i induktorns påverkanszon, värms upp till härdningstemperaturen. Vid utgången från induktorn går sektionen in i spraykylningszonen. Nackdelen med denna uppvärmningsmetod är processens låga produktivitet. För att öka tjockleken på det härdade skiktet är det nödvändigt att öka uppvärmningstiden genom att minska rörelsehastigheten för delen i induktorn. Samtidig härdning förutsätter en engångsuppvärmning av hela ytan som ska härdas.

Självhärdande effekt efter härdning

Efter avslutad uppvärmning kyls ytan av en dusch eller en vattenström direkt i induktorn eller i en separat kylanordning. Denna kylning tillåter släckning av alla konfigurationer. Genom att mäta kylningen och ändra dess varaktighet är det möjligt att inse effekten av självhärdning i stål. Denna effekt består i avlägsnandet av värme som ackumulerats under uppvärmningen i kärnan av delen till ytan. Med andra ord, när ytskiktet har svalnat och genomgått martensitisk omvandling, lagras fortfarande en viss mängd värmeenergi i det underjordiska skiktet, vars temperatur kan nå den låga anlöpningstemperaturen. Efter att kylningen stoppats kommer denna energi att ledas till ytan på grund av temperaturskillnaden. Det finns således inget behov av ytterligare stålhärdningsoperationer.

Konstruktion och tillverkning av induktorer för HFC-härdning

Induktorn är gjord av kopparrör genom vilka vatten passerar under uppvärmning. Detta förhindrar överhettning och utbränning av induktorerna under drift. Induktorer är också gjorda, kombinerade med en härdningsanordning - en spruta: på den inre ytan av sådana induktorer finns det hål genom vilka kylvätska strömmar till den uppvärmda delen.

För enhetlig uppvärmning är det nödvändigt att tillverka induktorn på ett sådant sätt att avståndet från induktorn till alla punkter på produktens yta är detsamma. Vanligtvis är detta avstånd 1,5-3 mm. Vid släckning av en produkt med enkel form är detta villkor lätt uppfyllt. För jämn härdning måste delen flyttas och (eller) roteras i induktorn. Detta uppnås genom att använda speciella enheter - centra eller härdningsbord.

Utvecklingen av designen av induktorn förutsätter först och främst bestämningen av dess form. I detta fall avvisas de från formen och dimensionerna på den härdade produkten och härdningsmetoden. Dessutom, vid tillverkning av induktorer, beaktas arten av rörelsen hos delen i förhållande till induktorn. Även ekonomin och värmeprestanda beaktas.

Kylning av delar kan användas på tre sätt: vattensprutning, vattenflöde, delnedsänkning i ett härdande medium. Duschkylning kan utföras både i induktorer-sprutor och i speciella kylkammare. Kylning med ett flöde gör det möjligt att skapa ett övertryck i storleksordningen 1 atm, vilket bidrar till en mer enhetlig kylning av delen. För att säkerställa intensiv och enhetlig kylning är det nödvändigt att vattnet rör sig längs den kylda ytan med en hastighet av 5-30 m / s.

Styrkan hos element är särskilt kritiska stålkonstruktioner beror till stor del på nodernas tillstånd. Ytan på delarna spelar en viktig roll. För att ge den den erforderliga hårdheten, hållbarheten eller segheten, utförs värmebehandlingsoperationer. Delarnas yta härdas med olika metoder. En av dem är härdning med högfrekventa strömmar, det vill säga högfrekvent ström. Det är ett av de vanligaste och mest produktiva sätten under högvolymproduktion av olika strukturella element.

Sådan värmebehandling tillämpas både på hela delarna och på deras individuella områden. I det här fallet är målet att uppnå vissa styrka, och därigenom öka livslängden och prestanda.

Tekniken används för att stärka noderna för teknisk utrustning och transport, samt vid härdning av olika verktyg.

Kärnan i tekniken

HFC-härdning är en förbättring av hållfasthetsegenskaperna hos en del på grund av förmågan hos en elektrisk ström (med variabel amplitud) att penetrera delens yta och utsätta den för uppvärmning. Inträngningsdjupet på grund av magnetfältet kan vara olika. Samtidigt med ytuppvärmning och härdning kan aggregatets kärna inte värmas upp alls eller endast höja dess temperatur något. Ytskiktet av arbetsstycket bildar den erforderliga tjockleken, tillräcklig för passage av elektrisk ström. Detta lager representerar penetrationsdjupet för den elektriska strömmen.

Experiment har visat det en ökning av strömfrekvensen bidrar till en minskning av penetrationsdjupet... Detta faktum öppnar för möjligheter att reglera och erhålla delar med ett minimum av härdat lager.

Värmebehandling av HDTV utförs i speciella installationer - generatorer, multiplikatorer, frekvensomvandlare, som tillåter justering i det erforderliga området. Förutom frekvensegenskaper påverkas den slutliga härdningen av delens dimensioner och form, tillverkningsmaterialet och den använda induktorn.

Följande regelbundenhet avslöjades också - ju mindre produkten är och ju enklare dess form, desto bättre går härdningsprocessen. Detta minskar också installationens totala strömförbrukning.

Kopparinduktor. Det finns ofta ytterligare hål på den inre ytan för vattentillförsel under kylning. I detta fall åtföljs processen av primär uppvärmning och efterföljande kylning utan strömförsörjning. Induktorernas konfigurationer är olika. Den valda enheten är direkt beroende av det arbetsstycke som bearbetas. Vissa enheter saknar hål. I en sådan situation kyls delen i en speciell härdningstank.

Huvudkravet för HFC-härdningsprocessen är att upprätthålla ett konstant gap mellan induktorn och produkten. Medan det specificerade intervallet bibehålls, blir härdningskvaliteten den högsta.

Förstärkning kan göras på ett av sätten:

Kontinuerlig-sekventiell: delen är stationär och induktorn rör sig längs sin axel.
Samtidigt: produkten rör sig och induktorn är vice versa.
Sekventiell: de olika delarna bearbetas i sekvens.

Funktioner hos induktionsinstallationen

HDTV-härdningsenheten är en högfrekvensgenerator tillsammans med en induktor. Arbetsstycket som ska bearbetas finns både i själva induktorn och bredvid den. Det är en spole som ett kopparrör är lindat på.

En elektrisk växelström, när den passerar genom en induktor, skapar ett elektromagnetiskt fält som penetrerar arbetsstycket. Det provocerar utvecklingen av virvelströmmar (Foucault-strömmar), som passerar in i delens struktur och ökar dess temperatur.

Teknikens huvuddrag- inträngning av virvelström i metallens ytstruktur.

Att öka frekvensen öppnar möjligheter för att koncentrera värmen till en liten del av delen. Detta ökar hastigheten för temperaturökning och kan nå upp till 100 - 200 grader / sek. Hårdhetsgraden ökar till 4 enheter, vilket är uteslutet vid bulkhärdning.

Induktionsvärme - egenskaper

Graden av induktionsuppvärmning beror på tre parametrar - specifik effekt, uppvärmningstid, frekvens av elektrisk ström. Effekten bestämmer tiden för att värma delen. Följaktligen, med ett större värde, spenderas mindre tid.

Uppvärmningstiden kännetecknas av den totala mängden förbrukad värme och den utvecklade temperaturen. Frekvens, som nämnts ovan, bestämmer penetrationsdjupet för strömmar och det bildade härdbara lagret. Dessa egenskaper är omvänt relaterade. När frekvensen ökar, minskar bulkdensiteten hos den uppvärmda metallen.

Det är dessa 3 parametrar som gör det möjligt att i ett brett spektrum justera graden av hårdhet och djup av lagret, såväl som volymen av uppvärmning.

Övning visar att generatoraggregatets egenskaper (spänning, effekt och strömvärden) kontrolleras, liksom uppvärmningstiden. Uppvärmningsgraden av delen kan övervakas med en pyrometer. Men i allmänhet krävs inte kontinuerlig temperaturkontroll pga det finns optimala HDTV-uppvärmningslägen som säkerställer stabil kvalitet. Lämpligt läge väljs med hänsyn till de ändrade elektriska egenskaperna.

Efter härdning skickas produkten till laboratoriet för forskning. Det fördelade härdade lagrets hårdhet, struktur, djup och plan studeras.

HFC ythärdning åtföljs av stor uppvärmning jämfört med den konventionella processen. Detta förklaras enligt följande. Först och främst tenderar den höga temperaturökningen att öka de kritiska punkterna. För det andra är det nödvändigt i kortsiktigt för att säkerställa slutförandet av omvandlingen av perlit till austenit.

Högfrekvent härdning, i jämförelse med den konventionella processen, åtföljs av högre uppvärmning. Metallen överhettas dock inte. Detta förklaras av det faktum att de granulära elementen i stålkonstruktionen inte hinner växa på kort tid. Dessutom har volymetrisk härdning en styrka som är lägre än 2-3 enheter. Efter HFC-härdning har delen högre slitstyrka och hårdhet.

Hur väljs temperaturen?

Överensstämmelse med tekniken måste åtföljas av korrekt val av temperaturintervall. I huvudsak kommer allt att bero på metallen som bearbetas.

Stål klassificeras i flera typer:

Hypoeutektoid - kolhalt upp till 0,8%;
Hypereutektoid - mer än 0,8%.

Hypoeutektoid stål värms upp till ett värde något högre än nödvändigt för att omvandla perlit och ferrit till austenit. Spännvidd från 800 till 850 grader. Sedan delen med hög hastighet kyls ner. Efter abrupt kylning omvandlas austenit till martensit, som har hög hårdhet och styrka. Med kort exponeringstid erhålls austenit med finkornig struktur, samt fin-acikulär martensit. Stålet får hög hårdhet och låg sprödhet.

Hypereutektoid stål värms upp mindre. Räckvidden är 750 till 800 grader. I detta fall utförs ofullständig härdning. Detta förklaras av det faktum att en sådan temperatur tillåter upprätthållande av en viss volym cementit i strukturen, som har en högre hårdhet jämfört med martensit. Vid snabb kylning omvandlas austenit till martensit. Cementit bevaras av små inneslutningar. Zonen håller även kvar olöst kol, som har förvandlats till fast karbid.

Teknikfördelar

Styrlägen;
Ersättning av legerat stål med kolstål;
Enhetlig process för att värma upp produkten;
Förmågan att inte värma upp hela delen helt. Minskad energiförbrukning;
Hög erhållen styrka hos det bearbetade arbetsstycket;
Oxidationsprocessen sker inte, kol förbränns inte;
Inga mikrosprickor;
Det finns inga skeva punkter;
Uppvärmning och härdning av vissa områden av produkter;
Minska tiden som spenderas på proceduren;
Implementering vid tillverkning av delar till HFC-installationer i tekniska linjer.

Brister

Den största nackdelen med denna teknik är den betydande kostnaden för installationen. Det är av denna anledning att tillämpningens ändamålsenlighet endast är motiverad i storskalig produktion och utesluter möjligheten att arbeta med egna händer hemma.

Lär dig mer om driften och principen för installationen i de presenterade videorna.

Många kritiska delar arbetar på nötning och utsätts samtidigt för stötbelastningar... Sådana delar måste ha hög ythårdhet, god slitstyrka och samtidigt inte vara spröda, det vill säga inte förstöras av stötar.

Hög ythårdhet på delar med bibehållande av en seg och stark kärna uppnås genom ythärdning.

Av de moderna metoderna för ythärdning är de vanligaste inom maskinteknik följande: härdning när den värms upp högfrekventa strömmar (HFC); flamhärdning och härdning i en elektrolyt.

Valet av den ena eller den andra metoden för ythärdning bestäms av den tekniska och ekonomiska genomförbarheten.

Släckning vid uppvärmning av högfrekventa strömmar. Denna metod är en av de mest effektiva metoderna för ythärdning av metaller. Upptäckten av denna metod och utvecklingen av dess tekniska grunder tillhör den begåvade ryska vetenskapsmannen V.P. Vologdin.

Högfrekvent uppvärmning är baserad på följande fenomen. När en elektrisk växelström av hög frekvens passerar genom en kopparinduktor bildas ett magnetfält runt den senare, som tränger in i ståldelen som finns i induktorn och inducerar Foucault virvelströmmar i den. Dessa strömmar orsakar uppvärmning av metallen.

Värmefunktion HDTVär att virvelströmmar som induceras i stål inte är jämnt fördelade över delen av delen, utan trycks tillbaka till ytan. Den ojämna fördelningen av virvelströmmar leder till dess ojämna uppvärmning: ytskikten värms mycket snabbt upp till höga temperaturer, och kärnan värms antingen inte upp alls eller värms upp endast något på grund av stålets värmeledningsförmåga. Tjockleken på skiktet genom vilket strömmen flyter kallas penetrationsdjupet och betecknas med bokstaven δ.

Skiktets tjocklek beror huvudsakligen på växelströmmens frekvens, metallens resistivitet och den magnetiska permeabiliteten. Detta beroende bestäms av formeln

δ = 5,03-104 roten av (ρ / μν) mm,

där ρ är den elektriska resistiviteten, ohm mm 2/m;

μ, - magnetisk permeabilitet, gs/e;

v - frekvens, hz.

Formeln visar att med ökande frekvens minskar penetrationsdjupet för induktionsströmmar. Högfrekvent ström för induktionsuppvärmning av delar erhålls från generatorer.

Vid val av aktuell frekvens, förutom det uppvärmda skiktet, är det nödvändigt att ta hänsyn till delens form och dimensioner för att erhålla en ythärdning av hög kvalitet och ekonomisk användning elektrisk energi högfrekventa installationer.

Kopparinduktorer är av stor betydelse för högkvalitativ uppvärmning av delar.

De vanligaste induktorerna har ett system av små hål på insidan genom vilka kylvatten tillförs. En sådan induktor är både en värme- och kylanordning. Så snart den del som placeras i induktorn värms upp till den inställda temperaturen kommer strömmen automatiskt att stängas av och vatten kommer att flöda från induktorhålen och använda en spray (vattendusch) för att kyla delens yta.

Delar kan även värmas i induktorer som inte har en chokeanordning. I sådana induktorer dumpas delar efter uppvärmning i en härdningstank.

HFC-härdning utförs huvudsakligen genom samtidiga och kontinuerliga sekventiella metoder. Med den samtidiga metoden roterar delen som ska härdas inuti en stationär induktor, vars bredd är lika med delen som ska härdas. När den förinställda uppvärmningstiden går ut kopplar tidsreläet strömmen från generatorn, och ett annat relä, sammankopplat med det första, slår på vattentillförseln, som i små men starka strålar bryter ut ur induktorhålen och kyler delen.

Med den kontinuerliga sekventiella metoden är delen stationär och induktorn rör sig längs den. I detta fall sekventiell uppvärmning av delen som ska härdas, varefter området faller under en ström av vatten från en sprutanordning belägen på något avstånd från induktorn.

Platta delar är härdade i sling- och sicksackspoler, och kugghjul med en liten modul - i ringinduktorer samtidigt. Makrostruktur av det härdade skiktet av en finmodulär bilväxel tillverkad av PPZ-55 stål (stål med låg härdbarhet). Mikrostrukturen hos det släckta skiktet är fin-acikulär martensit.

Hårdheten på ytskiktet av delar som härdats genom HFC-uppvärmning erhålls med 3-4 enheter HRC högre än hårdheten med konventionell bulkhärdning.

För att öka kärnans hållfasthet förbättras eller normaliseras delarna före HFC-härdning.

Användningen av HFC-uppvärmning för ythärdning av maskindelar och verktyg kan dramatiskt minska värmebehandlingsprocessens varaktighet. Dessutom gör denna metod det möjligt att tillverka mekaniserade och automatiserade enheter för härdning av delar, som installeras i det allmänna flödet av bearbetningsverkstäder. Som ett resultat finns det inget behov av att transportera delar till speciella termobutiker och den rytmiska driften av produktionslinjer och monteringstransportörer säkerställs.

Flamythärdning. Denna metod består i att värma ytan på ståldelar med en acetylen-syreflamma till en temperatur som överstiger den övre kritiska punkten med 50-60 ° C. A C 3 , följt av snabb kylning med vattendusch.

Kärnan i flamhärdningsprocessen är att värmen som tillförs av gaslågan från brännaren till den del som ska härdas koncentreras på dess yta och avsevärt överstiger mängden värme som fortplantas djupt in i metallen. Som ett resultat av ett sådant temperaturfält värms delens yta först snabbt upp till härdningstemperaturen, svalnar sedan, och delens kärna förblir praktiskt taget ohärdad och ändrar inte dess struktur och hårdhet efter kylning.

Flamhärdning används för att stärka och öka slitstyrkan hos så stora och tunga ståldelar som vevaxlar till mekaniska pressar, grova växlar, grävskopans tänder etc. Förutom ståldelar kan t.ex. delar tillverkade av grått och perlitiskt gjutjärn. sängguider för metallskärande verktygsmaskiner.

Flamhärdning är indelad i fyra typer:

a) sekventiell, när kylbrännaren med en kylvätska rör sig längs ytan av det stationära arbetsstycket som bearbetas;

b) släckning med rotation, där brännaren med kylvätskan förblir stationär och den del som ska härdas roterar;

c) sekventiellt med delens rotation, när delen roterar kontinuerligt och en släckbrännare med en kylvätska rör sig längs den;

d) lokal, i vilken den stationära delen värms till en förutbestämd härdningstemperatur med en stationär brännare, varefter den kyls av en vattenström.

En metod för att flamsläcka en rulle som roterar med en viss hastighet medan brännaren förblir stillastående. Uppvärmningstemperaturen styrs med ett milliskop.

Beroende på syftet med delen tas djupet på det härdade lagret vanligtvis lika med 2,5-4,5 mm.

De huvudsakliga faktorerna som påverkar härdningsdjupet och strukturen hos härdat stål är: rörelsehastigheten för den härdande brännaren i förhållande till den härdade delen eller delen i förhållande till brännaren; gasens utloppshastighet och flamtemperatur.

Valet av härdningsmaskiner beror på delarnas form, härdningsmetoden och det specificerade antalet delar. Om du behöver härda delar av olika former och storlekar och i små mängder, är det mer ändamålsenligt att använda universella härdmaskiner. I fabriker används vanligtvis speciella installationer och svarvar.

För härdning används två typer av brännare: modulära med en modul från M10 till MZ0 och multi-flame med utbytbara spetsar med en flambredd från 25 till 85 mm. Strukturellt är brännarna anordnade på ett sådant sätt att öppningarna för gaslågan och kylvattnet är placerade i en rad, parallellt. Vatten tillförs brännarna från vattenförsörjningsnätet och tjänar samtidigt till att härda delarna och kyla munstycket.

Acetylen och syre används som brännbara gaser.

Efter flamhärdning är mikrostrukturen i olika zoner av delen annorlunda. Det härdade lagret får en hög hårdhet och förblir rent, utan några tecken på oxidation och avkolning.

Övergången av strukturen från delens yta till kärnan sker smidigt, vilket är av stor betydelse för att öka delarnas operativa hållbarhet och helt eliminerar de skadliga fenomenen - sprickbildning och avskalning av härdade metallskikt.

Hårdheten ändras beroende på strukturen på det härdade lagret. På ytan av delen är det 56-57 HRC, och minskar sedan till den hårdhet som delen hade innan ythärdningen. Att förse Hög kvalitet härdning, erhållande av enhetlig hårdhet och ökad hållfasthet hos kärnan, gjutna och smidda delar innan flamhärdning glödgas eller normaliseras i enlighet med ordinarie förhållanden.

Ytlig bakomhärdning i elektrolyt. Kärnan i detta fenomen är att om en konstant elektrisk ström passerar genom elektrolyten, bildas ett tunt skikt vid katoden, bestående av de minsta vätebubblorna. På grund av vätets dåliga elektriska ledningsförmåga ökar motståndet mot passage av elektrisk ström kraftigt och katoden (delen) värms upp till en hög temperatur, varefter den släcks. En vattenhaltig 5-10% lösning av soda används vanligtvis som elektrolyt.

Härdningsprocessen är enkel och är som följer. Den del som ska härdas doppas i elektrolyten och ansluts till minuspolen på en likströmsgenerator med en spänning på 200-220 v och densitet 3 - 4 a/cm 2, som ett resultat av vilket det blir en katod. Beroende på vilken del av delen som är ythärdad sänks delen ned till ett visst djup. Delen värms upp på några sekunder och strömmen stängs av. Kylmediet är samma elektrolyt. Så, elektrolytbadet fungerar som både en värmeugn och en släckningstank.

Släckningsinstallation för uppvärmning t.V. h. består av en generator s.k. h.,

en nedtrappningstransformator, kondensatorbankar, en induktor, en verktygsmaskin (ibland ersätts maskinen med en anordning för att driva en del eller en induktor) och utrustning som bär en hjälptjänst (tidsrelä, styrrelä för släckvätsketillförsel, signalering, blockerings- och regleranordningar).

I de övervägda installationerna, t.ex generatorer t.v.ch. vid mellanfrekvenser (500-10000 Hz), maskingeneratorer och nyligen statiska tyristor-typ omvandlare; vid höga frekvenser (60 000 Hz och högre) rörgeneratorer. En lovande typ av generatorer är jonomvandlare, de så kallade excitrongeneratorerna. De låter dig hålla energiförlusterna till ett minimum.

I fig. 5 visar ett diagram över en installation med en maskingenerator. Förutom maskingeneratorn 2 och motor 3 med exciter 1 innehåller installationen en nedtrappningstransformator 4, kondensatorbanker 6 och induktor 5. Transformatorn sänker spänningen till en säker (30-50 V) och ökar samtidigt strömstyrkan 25-30 gånger, vilket ger den till 5000-8000 A.

Bild 5 Bild 6

Tabell 1 Typer och konstruktioner av induktorer

I fig. Fig. 6 visar ett exempel på härdning med en flervarvsinduktor. Härdning utförs enligt följande:

Delen är placerad inuti en stationär induktor. Med lanseringen av HDTV-apparaten börjar delen rotera runt sin axel och värms samtidigt upp, sedan tillförs vätska (vatten) med hjälp av automatiserad kontroll och kyls ner. Hela processen varar från 30-45 sekunder.

HFC-härdning är en typ av värmebehandling av metall, som ett resultat av vilken hårdheten ökar avsevärt och materialet förlorar sin duktilitet. Skillnaden mellan HFC-härdning och andra härdningsmetoder är att uppvärmningen sker med speciella HFC-installationer, som verkar på den del som är avsedd för härdning med högfrekventa strömmar. HFC-släckning har många fördelar, den främsta är full kontroll över uppvärmningen. Användningen av dessa härdningskomplex kan avsevärt förbättra kvaliteten på produkterna, eftersom härdningsprocessen utförs i ett helautomatiskt läge, operatörens arbete består endast i att säkra axeln och starta maskinens driftcykel.

5.1 Fördelar med induktionshärdningskomplex (induktionsvärmeinstallationer):

HFC-härdning kan utföras med en noggrannhet på 0,1 mm

Induktionshärdningen ger jämn uppvärmning och gör att du kan uppnå en idealisk fördelning av hårdheten längs hela axelns längd

Hög hårdhet av HFC-härdning uppnås genom användning av speciella induktorer med vattenledningar, som kyler axeln direkt efter uppvärmning.

HFC-härdutrustning (härdugnar) väljs eller tillverkas i strikt överensstämmelse med de tekniska specifikationerna.

6.Avkalkning i kulblästermaskiner

I kulblästringsmaskiner rengörs delar från glödskal med en stråle av gjutjärn eller stålkula. Strålen skapas av tryckluft med ett tryck på 0,3-0,5 MPa (pneumatisk kulblästring) eller snabbroterande impellerhjul (mekanisk rengöring med kulblad).

På pneumatisk kulblästring i installationer kan både kulsand och kvartssand användas. Men i det senare fallet bildas en stor mängd damm som når 5-10% av massan av delarna som ska rengöras. Att komma in i lungorna på underhållspersonal orsakar kvartsdamm en yrkessjukdom - silikos. Därför används denna metod i undantagsfall. Vid blästring bör tryckluftstrycket vara 0,5-0,6 MPa. Gjutjärnshagel tillverkas genom att flytande järn gjuts till vatten genom att en ström av gjutjärn sprutas med tryckluft, följt av sortering på såll. Skottet måste ha strukturen av vitt gjutjärn med en hårdhet på 500 HB, dess dimensioner ligger i intervallet 0,5-2 mm. Förbrukningen av gjutjärnsskott är endast 0,05-0,1 % av delarnas massa. Vid rengöring med hagel erhålls en renare yta på delen, en större produktivitet hos apparaten uppnås och bättre arbetsförhållanden åstadkommes än vid rengöring med sand. För att skydda den omgivande atmosfären från damm är kulblästermaskiner utrustade med slutna huvar med förbättrad frånluftsventilation. Enligt sanitära standarder bör den maximala tillåtna dammkoncentrationen inte överstiga 2 mg / m3. Skottransport i moderna installationer är helt mekaniserad.

Huvuddelen av den pneumatiska installationen är en kulblästringsmaskin, som kan vara insprutning och gravitation. Den enklaste enkammarinsprutningskulblåsningsmaskinen (fig. 7) är en cylinder 4, med tratt för skott i toppen, hermetiskt förseglad med lock 5. I botten slutar cylindern med en tratt, varifrån öppningen leder till blandningskammaren 2. Skottet matas av en roterande klaff 3. Tryckluft tillförs blandningskammaren genom ventilen 1, som fångar upp skottet och transporterar det genom en flexibel slang 7 och ett munstycke 6 för detaljer. Skottet är under tryck av komprimerad luft tills det rinner ut ur munstycket, vilket ökar effektiviteten hos slipstrålen. I apparaten med den beskrivna enkammardesignen måste tryckluft tillfälligt stängas av när den fylls på med hagel.

Den högfrekventa strömmen genereras i installationen på grund av induktorn och tillåter uppvärmning av produkten placerad i omedelbar närhet av induktorn. Induktionsmaskinen är idealisk för härdning av metallprodukter. Det är i HDTV-installationen som det är möjligt att tydligt programmera: det erforderliga djupet av värmepenetration, härdningstid, uppvärmningstemperatur och kylprocess.

För första gången användes induktionsutrustning för härdning efter förslag från V.P. Volodin 1923. Efter långa försök och tester har HFC-värme använts för stålhärdning sedan 1935. HFC-installationer för härdning är det i särklass mest produktiva sättet att värmebehandla metallprodukter.

Varför en induktionsmaskin är bättre lämpad för härdning

HFC-härdning av metalldelar utförs för att öka motståndet hos det övre lagret av produkten mot mekanisk skada, medan mitten av arbetsstycket har en ökad viskositet. Det är viktigt att notera att kärnan i produkten förblir helt oförändrad under HFC-härdning.
Induktionsinstallationen har många mycket viktiga fördelar i jämförelse med alternativa typer av uppvärmning: om tidigare HDTV-installationer var mer besvärliga och obekväma, men nu har denna brist korrigerats och utrustningen har blivit universell för värmebehandling av metallprodukter.

Fördelar med induktionsutrustning

En av nackdelarna med en induktionshärdare är omöjligheten att bearbeta vissa produkter med en komplex form.

Sorter av metallhärdning

Det finns flera typer av metallhärdning. För vissa produkter är det tillräckligt att värma metallen och kyla den omedelbart, medan för andra är det nödvändigt att hålla den vid en viss temperatur.
Det finns följande typer av härdning:

Stationär härdning: används som regel för delar med en liten plan yta. Positionen för detaljen och induktorn förblir oförändrad när denna härdningsmetod används.
Kontinuerlig sekventiell härdning: används för härdning av cylindriska eller platta produkter. Med kontinuerlig sekventiell härdning kan delen röra sig under induktorn, eller behålla sin position oförändrad.
Tangentiell härdning av produkter: utmärkt för bearbetning av små cylindriska delar. Tangentiell kontinuerlig sekventiell kylning roterar produkten en gång under hela värmebehandlingsprocessen.
HFC-enheten för härdning är en utrustning som kan producera högkvalitativ härdning av en produkt och samtidigt spara produktionsresurser.