Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Поверхностная закалка ТВЧ

Поверхностная закалка ТВЧ

Закалка сталей токами высокой частоты (ТВЧ) — это один из распространенных методов поверхностной термической обработки, который позволяет повысить твердость поверхности заготовок. Применяется для деталей из углеродистых и конструкционных сталей или чугуна. Индукционная закалка ТВЧ являет собой один из самых экономичных и технологичных способов упрочнения. Она дает возможность закалить всю поверхность детали или отдельные ее элементы или зоны, которые испытывают основную нагрузку.

При этом под закаленной твердой наружной поверхностью заготовки остаются незакаленные вязкие слои металла. Такая структура уменьшает хрупкость, повышает стойкость и надежность всего изделия, а также снижает энергозатраты на нагрев всей детали.

Закалка ТВЧ

Технология высокочастотной закалки

Поверхностная закалка ТВЧ — это процесс термообработки для повышения прочностных характеристик и твердости заготовки.

Основные этапы поверхностной закалки ТВЧ — индукционный нагрев до высокой температуры, выдержка при ней, затем быстрое охлаждение. Нагревание при закалке ТВЧ производят с помощью специальной индукционной установки. Охлаждение осуществляют в ванне с охлаждающей жидкостью (водой, маслом или эмульсией) либо разбрызгиванием ее на деталь из специальных душирующих установок.

Выбор температуры

Для правильного прохождения процесса закалки очень важен правильный подбор температуры, которая зависит от используемого материала.

Стали по содержанию углерода подразделяются на доэвтектоидные — меньше 0,8% и заэвтектоидные — больше 0,8%. Сталь с углеродом меньше 0,4% не закаливают из-за получаемой низкой твердости. Доэвтектоидные стали нагревают немного выше температуры фазового превращения перлита и феррита в аустенит. Это происходит в интервале 800—850°С. Затем заготовку быстро охлаждают. При резком остывании аустенит превращается в мартенсит, который обладает высокой твердостью и прочностью. Малое время выдержки позволяет получить мелкозернистый аустенит и мелкоигольчатый мартенсит, зерна не успевают вырасти и остаются маленькими. Такая структура стали обладает высокой твердостью и одновременно низкой хрупкостью.

Микроструктура стали

Заэвтектоидные стали нагревают чуть ниже, чем доэвтектоидные, до температуры 750—800°С, то есть производят неполную закалку. Это связано с тем, что при нагреве до этой температуры кроме образования аустенита в расплаве металла остается нерастворенным небольшое количество цементита, обладающего твердостью высшей, чем у мартенсита. После резкого охлаждения аустенит превращается в мартенсит, а цементит остается в виде мелких включений. Также в этой зоне не успевший полностью раствориться углерод образует твердые карбиды.

В переходной зоне при закалке ТВЧ температура близка к переходной, образуется аустенит с остатками феррита. Но, так как переходная зона не остывает так быстро, как поверхность, а остывает медленно, как при нормализации. При этом в этой зоне происходит улучшение структуры, она становится мелкозернистой и равномерной.

Перегревание поверхности заготовки способствует росту кристаллов аустенита, что губительно сказывается на хрупкости. Недогрев не дает полностью феррито-перритной структуре перейти в аустенит, и могут образоваться незакаленные пятна.

После охлаждения на поверхности металла остаются высокие сжимающие напряжения, которые повышают эксплуатационные свойства детали. Внутренние напряжения между поверхностным слоем и серединой необходимо устранить. Это делается с помощью низкотемпературного отпуска — выдержкой при температуре около 200°С в печи. Чтобы избежать появления на поверхности микротрещин, нужно свести к минимуму время между закалкой и отпуском.

Читайте так же:
Стопорное кольцо на ось

Также можно проводить так называемый самоотпуск — охлаждать деталь не полностью, а до температуры 200°С, при этом в ее сердцевине будет оставаться тепло. Дальше деталь должна остывать медленно. Так произойдет выравнивание внутренних напряжений.

Индукционная установка

Индукционная установка для термообработки ТВЧ представляет собой высокочастотный генератор и индуктор для закалки ТВЧ. Закаливаемая деталь может располагаться в индукторе или возле него. Индуктор изготовлен в виде катушки, на ней навита медная трубка. Он может иметь любую форму в зависимости от формы и размеров детали. При прохождении переменного тока через индуктор в нем появляется переменное электромагнитное поле, проходящее через деталь. Это электромагнитное поле вызывает возникновение в заготовке вихревых токов, известных как токи Фуко. Такие вихревые токи, проходя в слоях металла, нагревают его до высокой температуры.

Индукционный нагреватель ТВЧ

Индукционный нагреватель ТВЧ

Отличительной чертой индукционного нагрева с помощью ТВЧ является прохождение вихревых токов на поверхности нагреваемой детали. Так нагревается только наружный слой металла, причем, чем выше частота тока, тем меньше глубина прогрева, и, соответственно, глубина закалки ТВЧ. Это дает возможность закалить только поверхность заготовки, оставив внутренний слой мягким и вязким во избежание излишней хрупкости. Причем можно регулировать глубину закаленного слоя, изменяя параметры тока.

Повышенная частота тока позволяет сконцентрировать большое количество тепла в малой зоне, что повышает скорость нагревания до нескольких сотен градусов в секунду. Такая высокая скорость нагрева передвигает фазовый переход в зону более высокой температуры. При этом твердость возрастает на 2—4 единицы, до 58—62 HRC, чего невозможно добиться при объемной закалке.

Для правильного протекания процесса закалки ТВЧ необходимо следить за тем, чтобы сохранялся одинаковый просвет между индуктором и заготовкой на всей поверхности закаливания, необходимо исключить взаимные прикосновения. Это обеспечивается при возможности вращением заготовки в центрах, что позволяет обеспечить равномерное нагревание, и, как следствие, одинаковую структуру и твердость поверхности закаленной заготовки.

Индуктор для закалки ТВЧ имеет несколько вариантов исполнения:

  • одно- или многовитковой кольцевой — для нагрева наружной или внутренней поверхности деталей в форме тел вращения — валов, колес или отверстий в них;
  • петлевой — для нагрева рабочей плоскости изделия, например, поверхности станины или рабочей кромки инструмента;
  • фасонный — для нагрева деталей сложной или неправильной формы, например, зубьев зубчатых колес.

В зависимости от формы, размеров и глубины слоя закаливания используют такие режимы закалки ТВЧ:

  • одновременная — нагревается сразу вся поверхность заготовки или определенная зона, затем также одновременно охлаждается;
  • непрерывно-последовательная — нагревается одна зона детали, затем при смещении индуктора или детали нагревается другая зона, в то время как предыдущая охлаждается.

Одновременный нагрев ТВЧ всей поверхности требует больших затрат мощности, поэтому его выгоднее использовать для закалки мелких деталей — валки, втулки, пальцы, а также элементов детали — отверстий, шеек и т.д. После нагревания деталь полностью опускают в бак с охлаждающей жидкостью или поливают струей воды.

Читайте так же:
Осциллограф для смартфона андроид

Непрерывно-последовательная закалка ТВЧ позволяет закалять крупногабаритные детали, например, венцы зубчатых колес, так как при этом процессе происходит нагрев малой зоны детали, для чего нужна меньшая мощность генератора ТВЧ.

Охлаждение детали

Охлаждение — второй важный этап процесса закалки, от его скорости и равномерности зависит качество и твердость всей поверхности. Охлаждение происходит в баках с охлаждающей жидкостью или разбрызгиванием. Для качественной закалки необходимо поддерживать стабильную температуру охлаждающей жидкости, не допускать ее перегрева. Отверстия в спрейере должны быть одинакового диаметра и расположены равномерно, так достигается одинаковая структура металла на поверхности.

Чтобы индуктор не перегревался в процессе работы, по медной трубке постоянно циркулирует вода. Некоторые индукторы выполняются совмещенными с системой охлаждения заготовки. В трубке индуктора прорезаны отверстия, через которые холодная вода попадает на горячую деталь и остужает ее.

Закалка токами высокой частоты

Закалка токами высокой частоты

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

  • После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
  • Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
  • При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
  • Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
  • Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
  • Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
  • Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Термообработка металла

Изготовление деталей различного назначения подразумевает наличие этапа обработки. Это может быть к примеру обработка на токарном или винторезном станке либо термообработка металла.

Наша компания оказывает услугу по широкому спектру обработки металла, в том числе «термообработка металла» и «закалка ТВЧ». Мы имеем свои офис в Челябинске, а стоимость наших услуг по праву можно считать одной из самых доступных.

Термообработка металла

Данный способ обработки подразумевает изменение металла под воздействием температуры различной величины. Обычно речь идет о критических температурах под воздействием которых происходит структурное изменение.

Термообработка металла состоит из нескольких этапов, которые могут быть как связанны между собой, так и проводится независимо друг от друга

  • Отжиг. Этот способ заключается в нагреве заготовки до достаточно высокой температуры с последующим медленным охлаждением.
  • Закалка. Происходит путем разогрева металла до критической температуры с последующим быстрым охлаждением вследствие чего происходит перекристаллизации стали.
  • Отпуск. Данный этап важен после проведения закалки для того чтобы снять остаточное напряжение и предать металлу необходимые свойства.
  • Нормализация. Термообработка металла этим способом похода на отжиг с той лишь разницей что отжиг проходит в печи, а нормализация на воздухе.
Читайте так же:
Подключение двигателя звезда и треугольник 380 660

Химико-термическая обработка

Термическая обработка данного типа состоит в насыщении поверхности заготовки углеродом, азотом, алюминием, кремнием, хромом и др.

Термообработка металла

Такой метод позволяет придать необходимые качества определенному слою состава стали.

Мы предлагаем метод цементации, который относится к химико-термической обработки металла.

Данный метод заключается в том, чтобы насытить верхний слой углеродом, что сделает его более твердым оставляя при этом мягкой сердцевину.

Гальваническое цинкование

Эта услуга заключается в нанесение цинкового покрытия путем гальванизации. Это недорогой, но эффективный способ для придания детали антикоррозийных свойств. Наша компания выполняет гальваническое цинкование по доступной цене. Для того чтобы, узнать об этой услуге подробнее вы можете связаться с нашими специалистами.

Сорбитизация

Такой метод термической обработки предполагает нагревание стали до температуры выше критической с последующим охлаждением в воде, масле либо в струе воздуха, которые также нагреты до определенной температуры. После данной операции сталь приобретает структуру сорбита, что делает ее более износостойкой и прочной.

Закалка ТВЧ

Также этот метод могут называть термообработка ТВЧ. Он осуществляется путем воздействия тока высоких частот на заготовку.

К достоинствам закалки ТВЧ можно отнести, то что:

  • Во время закалки деталь не деформируется, а на ее поверхности не возникает окалина
  • Данный метод имеет высокую производительность
  • Способ закалки ТВЧ сохраняет все размеры детали после его окончания
  • Также стоит сказать, что термообработка ТВЧ позволяет осуществлять закалку отдельных участков заготовки.

К недостаткам метода можно отнести необходимость иметь специальное оборудование и приспособления.

Компания ПКФ «Спектр» имеет все необходимое чтобы осуществлять закалку ТВЧ и проводить иную термообработку металла.

Статьи

ТВЧ термообработка и закалка металла с помощью установок индукционного гарева

Термическая обработка – это нагрев металлов и сплавов до требуемой температуры, выдержка или охлаждение с целью придания металлу определенных требуемых свойств.

В производстве очень часто применяются металлические детали, работающие на трение, кручение, изгиб и тд. Такие детали должны обладать высокой твердостью, но только на поверхности, в центре же излишняя твердость металла нежелательна. Чтобы достичь подобных свойств у металла детали подвергаются поверхностной закалке, при этом закаляется только наружный слой детали до определенной температуры, а затем быстро охлаждается, при этом металл в сердцевине детали сохраняет свои первоначальные свойства. Нагрев поверхностного слоя детали может осуществляться токами высокой частоты. Такая процедура придает металлу высокую механическую прочность на трение и истирание, поэтому поверхностная закалка ТВЧ является, несомненно, одним из самых эффективных и соответствующих требованиям современного массового производства способов придания металлу различных степеней твердости с помощью термической обработки металла. Закалка ТВЧ происходит следующим образом: нагреваемая деталь помещается в электромагнитное поле внутри медной трубки, которая согнута по форме необходимой детали, при этом индуктируются переменные токи высокой частоты, которые оттесняются к поверхности детали изнутри возникшим переменным магнитным током. В связи с высокой плотностью индуктированных токов на поверхности нагреваемой детали и происходит быстрый нагрев ее поверхностного слоя. Индукционная закалка ТВЧ токами высокой частоты характеризуется двумя параметрами: глубиной и твердостью закаленного слоя детали. Чтобы получить тонкий слой у закаливаемой детали используются индукционные нагреватели (установки ТВЧ) мощностью от 40кВА до 160кВА и частотой 20 — 40 кГц либо 40 — 70 кГц. При закалке более глубоких слоев используется диапазон частот 6 — 20 кГц. Существуют и другие способы закалки, но у поверхностной закалки токами высокой частоты есть ряд примуществ.Высокая твердостьВысокая производительностьЛюбой уровень глубины закаленного слоя деталиОтсутствие окалиныВозможность закалки деталей любых формВозможность внедрения полной автоматизации закалкиПоэтому ТВЧ закалка зарекомендовала себя, как, экономичный и высокопроизводительный способ термообработки поверхностей металла, обеспечивающий высокую прочность и качество обработанных изделий. Термическая обработка – это нагрев металлов и сплавов до требуемой температуры, выдержка или охлаждение с целью придания металлу определенных требуемых свойств. В результате термической обработки металл изменяет свою структуру, при этом достигаются необходимые физико-механические свойства. Основными видами термической обработки являются различные виды отжига, закалка, восстановление, отпуск и старение. Ни одно из типов воздействия на структуру и физико-механические свойства металла не оказывает таких удивительных свойств, как термообработка. Регулирование процесса термообработки приводит к впечатляющим результатам. К примеру, упрочняющая термообработка увеличивает срок эксплуатации детали, повышает износостойкость, твердость и прочность металла, а умягчающая термическая обработка (отжиг) делает металл пластичным и легко штампуемым. Термическое воздействие на металлы приводит к изменению свойств сплавов в широких пределах. Значительное повышение физико-механических свойств после термической обработки дает возможность уменьшить размеры и массу машин и механизмов, увеличить допустимые напряжения, повысить надежность и срок службы изделий. Улучшение характеристик металла в результате термообработки позволяет применять сплавы более простых составов, что дешевле и выгоднее для производства. Новые приобретенные свойства у сплавов позволяют расширить область их применений, поэтому термообработка широко используется во всех областях промышленности, связанных с обработкой металлов и сплавов.

Читайте так же:
Регулировка карбюратора двухтактного двигателя

Закалка металлов токами высокой частоты

получить консультацию #

На рынке металлообработки с 2004 года

#

Работаем с минимальными заказами

#

Работаем со спецсчетами

по 223ФЗ и 44ФЗ

#

Различные варианты оплаты

Предоставляется рассрочка.
Кредитная линия постоянным клиентам.

Закалка ТВЧ

Особенности обработки

Закалка ТВЧ предполагает воздействие на обрабатываемую заготовку токов высокой частоты. При их проникновении в деталь она происходит нагрев. Чем выше частота тока, тем глубже он может проходить. В результате мы можем получать детали с минимальной степенью закалки.

Для обработки требуется специальная установка, состояние из генератора и индуктора. Оно позволяет с высокой точностью контролировать все характеристики тока. При прохождении тока из генератора через индуктор создается электромагнитное поле. При контакте с заготовкой оно вызывает в ней вихревые токи, которые, проходя под поверхность, вызывают нагревание.

Основная задача в процессе работы — поддержание стабильной мощности электромагнитного поля и сохранение неизменного расстояния между индуктором и заготовкой. Благодаря этому закалка происходит равномерно по всех поверхности детали.

На эффективность обработки влияют различные факторы, в том числе:

  • форма и размеры детали. Небольшие заготовки с относительно ровной поверхностью лучше поддаются закалке;
  • материал. Свойства различных металлов и сплавов меняются в различной степени при закаливании;
  • тип индуктора.

При правильном подборе оборудования и метода термообработки, можно работать с любыми деталями, включая наиболее сложные.

В зависимости от того, в каком положении относительно друг друга находятся заготовка и индуктор, различают следующие виды закалки:

  • непрерывно-последовательный. В этом режиме работы положение детали в пространстве не меняется, а индуктор движется относительно ее оси;
  • одновременный. Этот режим работы предполагает, что положение индуктора неизменно, а деталь перемещается;
  • последовательный. Этот метод применяется для крупногабаритных деталей и изделий сложной формы. В этом случае каждый элемент детали обрабатывается отдельно.
Читайте так же:
Угол заточки цепи бензопилы штиль на станке

Преимущества данного вида обработки

  1. Высокая скорость . Закалка не занимает много времени, а за счет высокой степени автоматизации она не требует управления со стороны человека.
  2. Качество обработанной поверхности . Деталь закаляется равномерно, на ней не остается микротрещин и следов окисления.
  3. Возможна обработка отдельных частей заготовки .

Основным плюсом индукционной закалки является то, что она воздействует не на всю деталь, а только на ее часть, размер которой можно настраивать и контролировать за счет оборудования. Доказано, что в этом случае не повышается хрупкость заготовки, что характерно при сквозной обработке.

Основным итогом индукционной закалки является повышение прочности детали и увеличения срока ее службы. Благодаря этому расширяется сфера ее применения.

Ваши выгоды при сотрудничестве с нами

Богатый опыт. Наше предприятие уже более 15 лет работает с крупными предприятиями по всей России и предоставляет все виды услуг металлообработки.

Выгодные условия. Мы предлагаем доступные цены при заказе любых услуг, а также предоставляем специальные условия и индивидуальные скидки для постоянных клиентов.

Развитая логистика. Мы сотрудничаем с крупными поставщиками металлопроката, а в нашем распоряжении находятся склады, поэтому наше производство всегда обеспечено материалами.

Качественный сервис. Мы бесплатно и профессионально консультируем каждого клиента, рассказываем об особенностях наших услуги и помогаем подобрать оптимальный вариант.

Высокая скорость. Мы гарантируем выполнение задачи в срок, указанный при заключении договора. Кроме того, мы работаем со срочными заказами.

Современные технологии. Благодаря ему мы предлагаем все виды услуг и обеспечиваем контроль качества продукции на каждом этапе работы.

Чтобы заказать услуги индукционной закалки любой сложности, свяжитесь с нами по телефонам в Москве: +7 (495) 730-222-4, +7 (985) 540-01-00 или оставьте заявку на сайте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector