Закаляване на метали с високочестотни токове. Повърхностно втвърдяване (HFC)

Индукционното нагряване е метод за безконтактно нагряване с високочестотни токове (RFH - радиочестотно нагряване, нагряване чрез радиочестотни вълни) на електропроводими материали.

Описание на метода.

Индукционното нагряване е нагряване на материали чрез електрически токове, които се индуцират от променливо магнитно поле. Следователно, това е нагряването на продукти, изработени от проводими материали (проводници) от магнитното поле на индуктори (източници на променливо магнитно поле). Индукционното нагряване се извършва по следния начин. Електропроводим (метал, графит) заготовка се поставя в т. нар. индуктор, който представлява една или няколко навивки тел (най-често медна). Мощни токове с различни честоти (от десетки Hz до няколко MHz) се индуцират в индуктора с помощта на специален генератор, в резултат на което около индуктора се появява електромагнитно поле. Електромагнитното поле индуцира вихрови токове в детайла. Вихровите токове нагряват детайла под въздействието на топлината на Джаул (виж закона на Джаул-Ленц).

Системата индуктор-заготовка е трансформатор без сърцевина, в който индукторът е първичната намотка. Детайлът е вторичната намотка, късо съединение. Магнитният поток между намотките е затворен през въздуха.

При високи честоти вихровите токове се изместват от магнитното поле, което самите те генерират, в тънки повърхностни слоеве на детайла Δ ​​(повърхностен ефект), в резултат на което тяхната плътност се увеличава рязко и детайлът се нагрява. Подлежащите слоеве метал се нагряват поради топлопроводимостта. Важен е не токът, а високата плътност на тока. В слоя на повърхността Δ, плътността на тока намалява с e пъти спрямо плътността на тока на повърхността на детайла, докато 86,4% от топлината се отделя в слоя на повърхността (от общото отделяне на топлина. Дълбочината на слоя на повърхността зависи от честотата на излъчване: колкото по-висока е честотата, толкова по-тънък е повърхностният слой. Зависи и от относителната магнитна проницаемост μ на материала на детайла.

За желязо, кобалт, никел и магнитни сплави при температури под точката на Кюри μ има стойност от няколкостотин до десетки хиляди. За други материали (стопилки, цветни метали, течни нискотопими евтектики, графит, електролити, електропроводима керамика и др.) μ е приблизително равно на единица.

Например, при честота от 2 MHz, дълбочината на кожата за медта е около 0,25 mm, за желязото ≈ 0,001 mm.

Индукторът става много горещ по време на работа, тъй като абсорбира собствената си радиация. В допълнение, той абсорбира топлинното излъчване от горещия детайл. Индукторите са направени от медни тръби, охлаждани с вода. Водата се подава чрез засмукване - това гарантира безопасност в случай на изгаряне или друго намаляване на налягането на индуктора.

Приложение:
Изключително чисто безконтактно топене, запояване и заваряване на метал.
Получаване на прототипи на сплави.
Огъване и термична обработка на машинни детайли.
Изработка на бижута.
Обработка на малки части, които могат да бъдат повредени от газов пламък или дъгово нагряване.
Повърхностно втвърдяване.
Закаляване и термична обработка на детайли със сложна форма.
Дезинфекция на медицински инструменти.

Предимства.

Високоскоростно нагряване или топене на всеки електропроводим материал.

Нагряването е възможно в атмосфера на защитен газ, в окислителна (или редуцираща) среда, в непроводима течност или във вакуум.

Отопление през стените на защитна камера от стъкло, цимент, пластмаса, дърво - тези материали абсорбират електромагнитното излъчване много слабо и остават студени по време на работа на инсталацията. Нагрява се само електропроводим материал - метал (включително разтопен), въглерод, проводима керамика, електролити, течни метали и др.

Благодарение на възникващите MHD сили се получава интензивно смесване на течния метал, до задържането му във въздух или защитен газ - така се получават свръхчисти сплави в малки количества (топене при левитация, топене в електромагнитен тигел) .

Тъй като нагряването се извършва чрез електромагнитно излъчване, няма замърсяване на детайла с продукти от горенето на горелката при нагряване с газов пламък или с материала на електрода при нагряване с дъга. Поставянето на проби в атмосфера на инертен газ и високите скорости на нагряване ще елиминират образуването на котлен камък.

Лесна употреба поради малкия размер на индуктора.

Индукторът може да бъде направен със специална форма - това ще му позволи да се нагрява равномерно по цялата повърхност на части от сложна конфигурация, без да води до тяхното изкривяване или локално ненагряване.

Лесно е да се извърши локално и селективно отопление.

Тъй като най-интензивното нагряване се получава в тънките горни слоеве на детайла, а долните слоеве се нагряват по-леко поради топлопроводимостта, методът е идеален за повърхностно втвърдяване на детайли (сърцевината остава вискозна).

Лесна автоматизация на оборудването - цикли на отопление и охлаждане, регулиране и поддръжка на температурата, подаване и изваждане на детайлите.

Индукционни нагреватели:

За инсталации с работна честота до 300 kHz се използват инвертори, базирани на IGBT възли или MOSFET транзистори. Такива инсталации са предназначени за отопление на големи части. За нагряване на малки части се използват високи честоти (до 5 MHz, средни и къси вълни), високочестотни инсталации са изградени върху вакуумни тръби.

Също така, за загряване на малки части се изграждат високочестотни инсталации, използващи MOSFET транзистори за работни честоти до 1,7 MHz. Контролът на транзисторите и защитата им при по-високи честоти представлява определени трудности, така че настройките за по-висока честота все още са доста скъпи.

Индукторът за нагряване на малки части е малък по размер и има ниска индуктивност, което води до намаляване на качествения фактор на работния колебателен кръг при ниски честоти и намаляване на ефективността, а също така представлява опасност за главния осцилатор (качеството коефициентът на осцилаторната верига е пропорционален на L/C, осцилаторна верига с нисък качествен фактор е твърде добре „напомпана“ с енергия, образува късо съединение в индуктора и деактивира главния осцилатор). За да се увеличи коефициентът на качество на осцилаторната верига, се използват два начина:
- увеличаване на работната честота, което води до по-сложни и скъпи инсталации;
- използване на феромагнитни вложки в индуктора; залепване на индуктора с панели от феромагнитен материал.

Тъй като индукторът работи най-ефективно при високи честоти, индукционното нагряване получи промишлено приложение след разработването и началото на производството на генераторни лампи с висока мощност. Преди Първата световна война индукционното нагряване имаше ограничено приложение. След това като генератори се използват високочестотни машинни генератори (работи на V.P. Vologdin) или инсталации с искров разряд.

Генераторната верига по принцип може да бъде всичко (мултивибратор, RC генератор, генератор с независимо възбуждане, различни релаксиращи генератори), работещи върху товар под формата на индукторна намотка и имащи достатъчна мощност. Също така е необходимо честотата на трептене да е достатъчно висока.

Например, за да се "отреже" стоманена тел с диаметър 4 mm за няколко секунди, е необходима мощност на трептене от най-малко 2 kW при честота от най-малко 300 kHz.

Схемата е избрана по следните критерии: надеждност; устойчивост на вибрации; стабилност на мощността, отделена в детайла; лекота на производство; лекота на настройка; минимален брой части за намаляване на разходите; използването на части, които заедно водят до намаляване на теглото и размерите и др.

В продължение на много десетилетия като генератор на високочестотни трептения се използва индуктивен триточков генератор (генератор на Хартли, генератор с обратна връзка с автотрансформатор, верига, базирана на индуктивен делител на напрежението). Това е самовъзбуждаща се паралелна захранваща верига за анода и честотно-селективна верига, направена на осцилиращ кръг. Използва се успешно и продължава да се използва в лаборатории, бижутерски работилници, промишлени предприятия, както и в любителската практика. Например по време на Втората световна война на такива инсталации е извършено повърхностно втвърдяване на ролките на танка Т-34.

Недостатъци на три точки:

Ниска ефективност (по-малко от 40% при използване на лампа).

Силно отклонение на честотата по време на нагряване на детайли, изработени от магнитни материали, над точката на Кюри (≈700C) (μ промени), което променя дълбочината на кожния слой и непредсказуемо променя режима на термична обработка. При термична обработка на критични части това може да е неприемливо. Също така мощните HDTV инсталации трябва да работят в тесен диапазон от честоти, разрешени от Rossvyazohrankultura, тъй като при лошо екраниране те всъщност са радиопредаватели и могат да попречат на телевизионното и радиоразпръскването, крайбрежните и спасителните служби.

При смяна на заготовки (например от по-малка на по-голяма), индуктивността на системата индуктор-заготовка се променя, което също води до промяна в честотата и дълбочината на слоя на кожата.

При смяна на еднооборотни индуктори на многооборотни, на по-големи или по-малки, честотата също се променя.

Под ръководството на Бабат, Лозински и други учени са разработени дву- и триверижни генераторни вериги, които имат по-висока ефективност (до 70%) и също така по-добре поддържат работната честота. Принципът на тяхното действие е следният. Поради използването на свързани вериги и отслабването на връзката между тях, промяната в индуктивността на работната верига не води до силна промяна в честотата на веригата за настройка на честотата. Радиопредавателите са проектирани на същия принцип.

Съвременните HDTV генератори са инвертори, базирани на IGBT модули или мощни MOSFET транзистори, обикновено направени по мостова или половин мостова схема. Работят на честоти до 500 kHz. Транзисторните врати се отварят с помощта на система за управление на микроконтролер. Системата за управление, в зависимост от поставената задача, ви позволява автоматично да задържите

А) постоянна честота
б) постоянна мощност, отделена в детайла
в) възможно най-висока ефективност.

Например, когато магнитен материал се нагрява над точката на Кюри, дебелината на скин-слоя се увеличава рязко, плътността на тока пада и детайлът започва да се нагрява по-лошо. Магнитните свойства на материала също изчезват и процесът на обръщане на намагнитването спира - детайлът започва да се нагрява по-лошо, съпротивлението на натоварване рязко намалява - това може да доведе до „разпръскване“ на генератора и неговата повреда. Системата за управление следи прехода през точката на Кюри и автоматично увеличава честотата, когато натоварването рязко намалее (или намали мощността).

Бележки.

Ако е възможно, индукторът трябва да бъде разположен възможно най-близо до детайла. Това не само увеличава плътността на електромагнитното поле в близост до детайла (пропорционално на квадрата на разстоянието), но също така увеличава фактора на мощността Cos(φ).

Увеличаването на честотата рязко намалява фактора на мощността (пропорционален на куба на честотата).

При нагряване на магнитни материали се отделя допълнителна топлина поради обръщане на намагнитването им; нагряването им до точката на Кюри е много по-ефективно.

При изчисляване на индуктор е необходимо да се вземе предвид индуктивността на шините, водещи към индуктора, която може да бъде много по-голяма от индуктивността на самия индуктор (ако индукторът е направен под формата на един оборот с малък диаметър или дори част от завой - дъга).

Има два случая на резонанс в осцилаторните кръгове: резонанс на напрежението и резонанс на тока.
Паралелен колебателен кръг – токов резонанс.
В този случай напрежението на бобината и на кондензатора е същото като това на генератора. При резонанс съпротивлението на веригата между точките на разклоняване става максимално, а токът (I общ) през съпротивлението на натоварване Rн ще бъде минимален (токът вътре във веригата I-1l и I-2s е по-голям от тока на генератора).

В идеалния случай импедансът на веригата е безкраен - веригата не черпи ток от източника. Когато честотата на генератора се промени във всяка посока от резонансната честота, импедансът на веригата намалява и линейният ток (I общ) се увеличава.

Последователен колебателен кръг – резонанс на напрежение.

Основната характеристика на последователна резонансна верига е, че нейният импеданс е минимален при резонанс. (ZL + ZC – минимум). При настройка на честотата над или под резонансната честота, импедансът се увеличава.
Заключение:
В паралелна верига в резонанс токът през клемите на веригата е 0 и напрежението е максимално.
В последователна верига, напротив, напрежението клони към нула и токът е максимален.

Статията е взета от уебсайта http://dic.academic.ru/ и е преработена в по-разбираем за читателя текст от Prominductor LLC.

Запояване на инструменти

Запояване на алуминий

Топлинна обработка

JSC "Modern Machine-Building Company", официален представител на CIEA (Италия), предлага на вашето внимание индукционни нагревателни генератори (високочестотни инсталации) за термична обработка на метални изделия.

Високочестотни пещи за закаляване

От създаването си, в края на 60-те години, CEIA разработва и произвежда промишлено оборудване, базирано на използването на ефекта на електромагнитното поле. В края на 80-те години CEIA представи първия индукционен нагревател в твърдо състояние на пазара на специализирано оборудване за запояване. През 1995 г. CEIA представи още една иновация - гамата индукционни нагреватели “Power Cube Family”, която включва:

• генератори (мощност от 2,8 kW до 100 kW и работни честоти от 25 kHz до 1800 kHz) и нагревателни глави;
• управляващи устройства (контролер, главен контролер, специален програматор), осигуряващи работа в автоматичен или полуавтоматичен режим;
• оптични пирометри с обхват на измерване от 80 до 2000 ºС;
• стойки за нагревателни глави, пирометри и спойки.

CIEA напълно извършва всички етапи на производство: от разработването на устройства и електронни платки до сглобяването на генератори. В производството работи висококвалифициран персонал. Всяко устройство преминава задължително електромагнитно изпитване.

Високочестотни пещи за закаляване от JSC "SMK"

Модулният дизайн на HDTV индукционни отоплителни инсталации ви позволява да конфигурирате работни станции с различни характеристики, които отговарят на техническите и икономическите нужди на клиента. Това също така дава възможност за промяна на оригиналната конфигурация (при смяна на модела на генератора или контролера).

Компанията АД "Модерна машиностроителна компания" има опит в автоматизирането на процесите на термична обработка съгласно условията на техническите спецификации на клиента.

Принцип на работа:

Индукционното нагряване се извършва с помощта на енергията на електромагнитното поле. Индукторна верига с необходимия размер се довежда до детайла. Средно- и високочестотният променлив ток (HFC), преминаващ през веригата, създава вихрови токове върху повърхността на детайла, чиято величина може да се контролира и програмира. Индукционното нагряване се извършва без директен контакт и само метални части се подлагат на топлинна обработка. Индукционното отопление се характеризира с висока ефективност на пренос на енергия без загуба на топлина. Дълбочината на проникване на индуцирани токове директно зависи от работната честота на генератора (инсталация за индукционно нагряване с висока честота) - колкото по-висока е честотата, толкова по-голяма е плътността на тока върху повърхността на детайла. Като намалите работната честота, можете да увеличите дълбочината на проникване на HDTV, т.е. дълбочина на нагряване.

Предимства:

Генераторите (инсталации за високочестотно индукционно нагряване) CEIA имат следните предимства:

• висока ефективност;
• малки размери и възможност за вграждане в автоматизирани линии;
• локализиране на зоната на нагряване (благодарение на прецизно подбран индуктор);
• микропроцесор, осигуряващ повторяемост на работния цикъл;
• система за самодиагностика, която подава сигнал и изключва уреда при проблем;
• възможност за преместване само на нагревателната глава с индуктор в работната зона (свързващ кабел с дължина до 4 m);
• оборудването отговаря на изискванията за електрическа безопасност и е сертифицирано по ISO 9001.

Приложение:

Генераторите (инсталации за високочестотно индукционно нагряване) CIEA се използват за различни видове топлинна обработка на всички проводими продукти (метални сплави, цветни метали, въглеродни и силициеви съединения):

• отопление;
• закаляване;
• отгряване;
• запояване на инструменти, включително диамант или карбид;
• запояване на микросхеми, конектори, кабели;
• запояване на алуминий.

ПКФ "Цвет" е специализирана в предоставянето на металообработващи услуги; Предоставяме различни услуги в посочения спектър, като HDTV hardening е една от тях. Тази услуга е много търсена в Руската федерация. Фирмата разполага с цялото необходимо оборудване за решаване на разглеждания проблем. Сътрудничеството с нас ще бъде изгодно, удобно и удобно.

Основни характеристики

Закаляването на високочестотна стомана позволява да се придаде достатъчно ниво на якост на материала. Тази процедура се счита за най-често срещаната. На такава обработка се подлага не само самата част, но и отделни части на детайла, които трябва да имат определени показатели за якост. Използването на споменатата процедура значително удължава експлоатационния живот на различни части.

Високочестотното закаляване на метала се основава на използването на електрически ток, преминаващ по повърхността на детайла, като последният се намира в индуктор. В резултат на обработката частта се нагрява до определена дълбочина, останалата част от продукта не се нагрява. Този метод има много предимства, тъй като използването на тази технология позволява да се контролира режимът на затягане на закаляването и да се замени легираната стомана с въглеродна стомана.

Обработените детайли придобиват високи якостни характеристики и по време на задачата не се образуват пукнатини при закаляване. Обработената повърхност не е окислена или декарбонизирана. Закаляването с високочестотни токове се извършва за кратко време, тъй като няма нужда от нагряване на целия детайл. Фирмата използва висококачествено оборудване за извършване на въпросния вид обработка. Извършваме закаляване на HDTV на високо професионално ниво.

Нашите предимства

Услугата HDTV закалка е една от основните специализации на ПКФ Цвет, която предоставяме при изгодни условия. Цялата работа се извършва на модерно оборудване с помощта на най-модерните технологии. Всичко това прави сътрудничеството с нас удобно и удобно.

За поръчка се обадете на посочения телефон. Служителите на компанията бързо ще регистрират вашата кандидатура и ще отговорят на всички ваши въпроси. Фирмата извършва доставка на готови продукти. Транспортирането на продуктите се извършва в цялата Руска федерация.

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

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

От съвременните методи за повърхностно закаляване в машиностроенето най-широко се използват следните: закаляванепри нагряване високочестотни токове (HFC); пламъчно закаляване и електролитно закаляване.

Изборът на един или друг метод за повърхностно втвърдяване се определя от технологичната и икономическата осъществимост.

Закаляване чрез нагряване с високочестотни токове.Този метод е един от най-високопроизводителните методи за повърхностно закаляване на метали. Откриването на този метод и разработването на неговите технологични основи принадлежи на талантливия руски учен В. П. Вологдин.

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

Функция за отопление HDTVе, че индуцираните в стоманата вихрови токове не се разпределят равномерно по напречното сечение на детайла, а се изтласкват към повърхността. Неравномерното разпределение на вихровите токове води до неравномерно нагряване: повърхностните слоеве много бързо се нагряват до високи температури, а сърцевината или изобщо не се нагрява, или се нагрява леко поради топлопроводимостта на стоманата. Дебелината на слоя, през който преминава токът, се нарича дълбочина на проникване и се обозначава с буквата δ.

Дебелината на слоя зависи главно от честотата на променливия ток, металното съпротивление и магнитната проницаемост. Тази зависимост се определя от формулата

δ = 5,03-10 4 корен от (ρ/μν) mm,

където ρ е електрическо съпротивление, ом mm 2 /m;

μ, - магнитна проницаемост, gs/e;

v - честота, Hz

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

При избора на текущата честота, в допълнение към нагрятия слой, е необходимо да се вземат предвид формата и размерите на детайла, за да се получи висококачествено повърхностно втвърдяване и икономично използване на електрическата енергия на високочестотните инсталации.

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

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

Частите могат да се нагряват и в индуктори, които нямат устройства за душ. В такива индуктори, след нагряване, частите се изхвърлят в резервоар за охлаждане.

Високочестотното закаляване се извършва главно чрез едновременни и непрекъснато-последователни методи. При едновременния метод частта, която се закалява, се върти вътре в неподвижен индуктор, чиято ширина е равна на закаляваната площ. Когато определеното време за нагряване изтече, релето за време изключва тока от генератора, а друго реле, свързано с първото, включва подаването на вода, която избликва от отворите на индуктора в малки, но силни струи и охлажда частта .

При непрекъснато-последователния метод частта е неподвижна, а индукторът се движи по нея. В този случай се получава последователно нагряване на закалената част на частта, след което секцията попада под потока вода от душ устройство, разположено на известно разстояние от индуктора.

Плоските части се закаляват в контурни и зигзагообразни индуктори, а зъбните колела с малък модул се закаляват едновременно в пръстеновидни индуктори. Макроструктура на закаления слой на автомобилна предавка с фин модул от стомана PPZ-55 (стомана с намалена закаляемост). Микроструктурата на втвърдения слой е фин игловиден мартензит.

Твърдостта на повърхностния слой на детайлите, закалени чрез високочестотно нагряване, е 3-4 единици H.R.C. по-висока от твърдостта при конвенционално обемно закаляване.

За да се увеличи здравината на сърцевината, частите се подлагат на подобрение или нормализиране преди втвърдяване с високочестотна топлина.

Използването на високочестотно нагряване за повърхностно закаляване на машинни части и инструменти може драстично да намали продължителността на процеса на термична обработка. В допълнение, този метод позволява да се произвеждат механизирани и автоматизирани агрегати за закаляване на детайли, които се монтират в общия поток на цеховете за обработка. В резултат на това не е необходимо да се транспортират части до специални термични магазини и се осигурява ритмичната работа на производствените линии и монтажните конвейери.

Пламъчно повърхностно втвърдяване.Този метод се състои в нагряване на повърхността на стоманените части с кислородно-ацетиленов пламък до температура с 50-60°C по-висока от горната критична точка A C 3 , последвано от бързо охлаждане с воден душ.

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

Пламъчното закаляване се използва за укрепване и повишаване на износоустойчивостта на такива големи и тежки стоманени части като колянови валове на механични преси, зъбни колела с голям модул, зъби на багерна кофа и др. В допълнение към стоманените части се използват части от сив и перлитен чугун подложени на пламъчно закаляване, например водачи за легла на металорежещи машини.

Пламъчното закаляване се разделя на четири вида:

а) последователно, когато втвърдяващата горелка с охлаждаща течност се движи по повърхността на обработваната неподвижна част;

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

в) последователно с въртене на частта, когато частта се върти непрекъснато и по нея се движи горелка за охлаждане с охлаждаща течност;

г) локален, при който неподвижна част се нагрява до зададена температура на втвърдяване от неподвижна горелка, след което се охлажда с водна струя.

Метод за пламъчно закаляване на ролка, която се върти с определена скорост, а горелката остава неподвижна. Температурата на нагряване се контролира с помощта на милископ.

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

Основните фактори, влияещи върху дълбочината на закаляване и структурата на закаляваната стомана са: скоростта на движение на закаляващата горелка спрямо закаляваната част или детайла спрямо горелката; скорост на отделяне на газ и температура на пламъка.

Изборът на закалителни машини зависи от формата на детайлите, начина на закаляване и определения брой детайли. Ако трябва да втвърдите части с различни форми и размери и в малки количества, тогава е по-препоръчително да използвате универсални машини за втвърдяване. Фабриките обикновено използват специални инсталации и стругове.

За втвърдяване се използват два вида горелки: модулни с модул от M10 до M30 и многопламъчни със сменяеми накрайници с ширина на пламъка от 25 до 85 мм. Конструктивно горелките са проектирани по такъв начин, че отворите за газовия пламък и охлаждащата вода са разположени в един ред, успоредни. Водата се подава към горелките от водопроводната мрежа и служи едновременно за втвърдяване на частите и охлаждане на мундщука.

Като запалими газове се използват ацетилен и кислород.

След пламъчно закаляване микроструктурата в различните зони на детайла е различна. Втвърденият слой придобива висока твърдост и остава чист, без следи от окисление или обезвъглеродяване.

Преходът на структурата от повърхността на частта към сърцевината става плавно, което е от голямо значение за увеличаване на експлоатационната издръжливост на частите и напълно елиминира вредните явления - напукване и лющене на закалени метални слоеве.

Твърдостта варира според структурата на втвърдения слой. На повърхността на детайла е 56-57 H.R.C., и след това намалява до твърдостта, която детайлът е имал преди повърхностното втвърдяване. За да се осигури висококачествено закаляване, да се получи еднаква твърдост и повишена якост на сърцевината, отливките и кованите части се отгряват или нормализират преди закаляване с пламък в съответствие с обичайните условия.

Повърхностникалциниране в електролит.Същността на това явление е, че ако постоянен електрически ток премине през електролита, тогава върху катода се образува тънък слой, състоящ се от малки водородни мехурчета. Поради лошата електропроводимост на водорода, съпротивлението при преминаване на електрически ток силно се увеличава и катодът (частта) се нагрява до висока температура, след което се закалява. Като електролит обикновено се използва воден 5-10% разтвор на калцинирана сода.

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

Закалителна инсталация за отопление на т.в. ч. се състои от т.в. ч.,

понижаващ трансформатор, кондензаторни батерии, индуктор, машина (понякога машината се заменя с устройство за задвижване на част или индуктор) и оборудване, което предоставя спомагателни услуги (реле за време, реле за контролиране на подаването на течност за охлаждане, устройства за сигнализация, блокиране и управление).

В разглежданите инсталации се използват: генератори в.в.ч.при средни честоти (500-10000 Hz) машинни генератори, а напоследък тиристорни статични преобразуватели; при високи честоти (60 000 Hz и повече) лампови генератори. Обещаващ тип генератори са йонните преобразуватели, така наречените екситронни генератори. Те ви позволяват да намалите загубите на енергия до минимум.

На фиг. Фигура 5 показва схема на инсталация с машинен генератор. В допълнение към машината генератор 2 и двигател 3 с възбудител 1, инсталацията съдържа понижаващ трансформатор 4, кондензаторни батерии 6 и индуктор 5. Трансформаторът понижава напрежението до безопасно ниво (30-50 V) и в същото време увеличава силата на тока 25-30 пъти, довеждайки го до 5000-8000 A.

Фигура 5 Фигура 6

Таблица 1 Видове и конструкции на индуктори

На фиг. Фигура 6 показва пример за закаляване с многооборотен индуктор. Втвърдяването се извършва, както следва:

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

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

5.1. Предимства на комплексите за индукционно закаляване (инсталации за индукционно нагряване):

Високочестотното втвърдяване може да се извърши с точност до 0,1 mm

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

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

Оборудването за високочестотно охлаждане (пещи за закаляване) се избира или произвежда в строго съответствие с техническите спецификации.

6. Отстраняване на котлен камък в инсталации за бластиране

В инсталациите за бластиране частите се почистват от нагар с помощта на струя от чугун или стомана. Струята се създава от сгъстен въздух с налягане 0,3-0,5 MPa (пневматично бластиране) или бързо въртящи се ножови колела (механично бластиране).

При пневматично взривяванеВ инсталациите могат да се използват както дробове, така и кварцов пясък. В последния случай обаче се образува голямо количество прах, достигащо 5-10% от масата на почистваните части. Когато кварцовият прах попадне в белите дробове на обслужващия персонал, той причинява професионално заболяване - силикоза. Следователно този метод се използва в изключителни случаи. При бластиране налягането на сгъстен въздух трябва да бъде 0,5-0,6 MPa. Чугунът се произвежда чрез изливане на течен чугун във вода, докато се пръска струя чугун със сгъстен въздух, последвано от сортиране на сита. Изстрелът трябва да има структурата на бял чугун с твърдост 500 HB, размерите му да са в диапазона 0,5-2 mm. Консумацията на чугунен изстрел е само 0,05-0,1% от масата на частите. При почистване с сачми се получава по-чиста повърхност на детайла, постига се по-голяма производителност на устройствата и се осигуряват по-добри условия за работа, отколкото при почистване с пясък. За да предпазят околната атмосфера от прах, дробеструйните агрегати са оборудвани със затворени корпуси с подобрена смукателна вентилация. Според санитарните стандарти максимално допустимата концентрация на прах не трябва да надвишава 2 mg/m3. Транспортирането на изстрела в съвременните инсталации е напълно механизирано.

Основната част от пневматичната инсталация е дробеструйната машина, която може да бъде напорна или гравитационна. Най-простият еднокамерен апарат за взривяване (фиг. 7) е цилиндър 4, с фуния отгоре за изстрел, херметически затворена с капак 5. В долната си част цилиндърът завършва с фуния, отворът от която води към смесителната камера 2. Изстрелът се подава от въртящ се клапан 3. Сгъстен въздух се подава към смесителната камера през кран 1, който улавя изстрела и го транспортира през гъвкав маркуч 7 и дюза 6 по детайли. Изстрелът е под налягане на сгъстен въздух, докато излезе от дюзата, което повишава ефективността на абразивната струя. В апарата с описания еднокамерен дизайн сгъстеният въздух трябва временно да се изключи, когато се допълва с изстрел.