Индукционный нагрев

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов по термической обработке металлов: 
___Индукционный нагрев широко внедряется в промышленность, так как он экономичен и удобен. Установки с нагревом ТВЧ компактны, гигиеничны, их легко автоматизировать. ТВЧ применим в тех случаях, когда требуется высокое качество термической обработки. В настоящее время в обрабатывают различные детали с нагревом ТВЧ. Сегодня более 100 наименований деталей автомобиля обрабатывают при помощи ТВЧ. Среди них коленчатые валы, раопределительные стержни коробки передач, валики водяного и маеляно) сов, коромысла клапанов, поршневые пальцы, толкатели, пальцы, шатуны, шестерни, торсионы, кольца подшипники, тормозные кулаки, рессорные пальцы, венцы маховика, ка валы, тормозные колодки из ковкого чугуна, стальные рычагов тормоза, шаровые пальцы и пр. Вопросы применения ТВЧ для нагрева деталей разрабатывались еще в начале 20-х годов нашего века. В Ленинградском электротехническом институте им. Ленина проф. В.П. Вологдиным были получены результаты практического значения. На основании этих результатов на Московском автозаводе им. Лихачева в 1936 г. стали производить закалку с нагревом ТВЧ шеек коленчатого вала.
___В том же году фирма Тоссо (США) также применила индукционный нагрев при закалке вала трактора. С тех пор нагрев ТВЧ получил распространение в машиностроении. Более 85% деталей автомобилей, ранее цементовавшихся, в настоящее время, как правило, изготовляют из углеродистой стали 45 и закаливают с нагревом ТВЧ. Распространение этого прогрессивного процесса объясняется преимуществами: возможностью быстро нагревать детали самой сложной формы; экономичностью (электроэнергия расходуется экономно, так как деталь нагревается обычно не во всем объеме, а иногда и не по всей поверхности); нагрев можно осуществлять на любую глубину и на любой Площади; детали почти не окисляются, так как время нагрева очень коротко; при закалке ТВЧ можно заменять дорогостоящие легированные стали простой углеродистой; установки ТВЧ можно помещать в потоке механообрабатывающих цехов, что сокращает расходы; отпадает необходимость создания заделов и промежуточных партий деталей; отработанный процесс нагрева и охлаждения деталей при нагреве ТВЧ можно многократно повторять и, следовательно, сделать качество продукции стабильным; условия труда на установках ТВЧ значительно легче, чем на других агрегатах при термической обработке; установки ТВЧ компактны и не затрудняют организацию производственных участков.
___Оборудование участков индукционной закалки состоит из генератора, индуктора и приспособлений. По характеру обслуживания установки делятся на пять групп: с ручной загрузкой и ‘выгрузкой, с ручной загрузкой и автоматической выгрузкой, с магазинной загрузкой и автоматической подачей, с рычажной загрузкой и автоматической подачей, с включением индукционного нагревателя в автоматическую установку и’ли в шпиндель токарного (или другого) станка.
___Для деталей, подвергающихся индукционному нагреву с целью упрочнения, часто применяют сталь 45. После закалки она имеет твердость HRC 60 и не склонна к образованию трещин. При нагреве ТВЧ можно производить местную закалку. Это удешевляет обработку особенно цементуемых сталей, так как исключается защита от науглероживания омеднением. Иногда детали цементуют, полностью закаливают, а затем отдельные места (например, резьбу) нагревают для снижения твердости.
___Индукционный нагрев применяется также для повышения износостойкости чугунных деталей из серого и ковкого чугуна. Обычно отливки закаливают на глубину 1,5—2 мм и получают твердость HRC 45—48. Чугунные станины станков подвергаются закалке ТВЧ после окончательной механической обработки перед шлифованием.
___В основном твердость чугуна зависит от содержания связанного углерода и кремния. Количество связанного углерода в сером чугуне должно быть 0,45—0,80%. При содержании небольших количеств хрома или ванадия твердость может быть несколько повышена. Структура получается перлитная или мартенситная. Верхний слой структуры состоит из крупных игл мартенсита; глубже находится мелкоигольчатый мартенсит, поэтому закаленную поверхность целесообразно шлифовать. Для чугуна нет определенной зависимости твердости от содержания в нем углерода. Практика показывает, что необходимо нагревать чугун при закалке до такой температуры, при которой растворяется максимальное количество графита и связанный углерод переходит в твердый раствор. Но температура закалки не должна превышать 950° С, так как вблизи этой температуры находится критическая точка плавления фосфидной эвтектики. Для нагрева чугунных деталей применяют одновременно два индуктора, которые обеспечивают двухзональный нагрев для того, чтобы переход структур и твердости от поверхности к сердцевине был плавным. Индукторы находятся на расстоянии 10 мм один от другого.
___Высокую твердость обуславливает перлит, имеющийся в исходном состоянии чугуна. При индукционном нагреве получают глубину закаленного слоя от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. При этом требуется удельная мощность генератора 1,0—1,5 кВт/см2, а продолжительность нагрева составит 0,5—1,0 сек.
___Интересным примером термической обработки с нагревом ТВЧ является закалка вала диаметром 100 мм и длиной 9 м. Для равномерного нагрева и избежания коробления, вал вращается и, поступательно перемещаясь, проходит через индуктор. Скорость нагрева зависит от диаметра вала, глубины закаленного слоя и твердости. Охлаждение производится водяным спреером.
___Большой интерес представляет новый процесс нагрева ТВЧ («глубинная закалка»), разработанный в СССР инж. К.3. Шепеляковским К Процесс применяется только для сталей с ограниченной прокаливаемостью. В СССР такой сталью является сталь 55ПП, в ФРГ аналогичными являются стали РВН, РВН60, РВН100, РВН170; они применяются при обычном нагреве соответственно для деталей с размером сечения: 40, 40—60, 60—100, 100—170 мм, после закалки имеют твердость HRC 62. Для шпинделей с диаметром 8 мм и длиной 120 мм применяется сталь РВН с высоким содержанием углерода. Из сталей с ограниченной прокаливаемостью изготовляют шестерни диаметром 25—600 мм и направляющие станины станков длиной до 3,5 м.
___В зарубежной практике в последние годы широко применяют для нагрева ТВЧ индукторы с оксиферами-ферритами, которые надевают на медную трубку индуктора. Ферриты или оксиферы — оксидные ферромагнетики представляют собой твердые растворы одного или нескольких ферромагниевых ферритов, например никеля или марганца с неферромагнитным ферритом цинка. Они обладают большим удельным сопротивлением, высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями магнитной проницаемости при высоких частотах. Они становятся магнитными, при нагреве ТВЧ. Применение оксиферов позволяет использовать для нагрева под закалку на глубину более 1 мм ламповые генераторы. Так, генератор мощностью 60 Вт может заменить 200-киловаттный машинный генератор. Магнитопроводы при закалке ТВЧ выпуклых или плоских поверхностей повышают коэффициент полезного действия индуктора в 3—4 раза. Особенно эффективно размещение магнито-провода из оксифера внутри кольцевого индуктора. Применение оксиферов в индукторах расширяет использование ламповых генераторов, а это упрощает организацию производства и эксплуатацию установок и уменьшает капитальные затраты.
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике 7. Термическая обработка металлов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *