ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способы индукционной закалки из "Термическая обработка металлов токами высокой частоты " Существует три основных способа поверхностной индукционной закалки в зависимости от размера, формы детали и некоторых специальных требований нагрева одновременный, непрерывно-последовательный и последовательный (поочередный). [c.56] Одновр.еменный способ. Он применяется для закалки небольших деталей и осуществляется следующим образом. Закаливаемая деталь 1 (рис. 33, а) помещаетвя в индуктор 2, высота которого должна быть равна или больше размера обрабатываемого участка детали. На заданное время включается ток, затем деталь подвергается охлаждению в устройстве 3 (спрейер). Для того чтобы получить твердость, равномерную по всей поверхности, деталь в индукторе — при нагреве и при охлаждении— должна непрерывно вращаться, так как в месте присоединения токопроводящих шин к кольцу индуктора нагрев получается более слабым и равномерность распределения твердости может нарушиться. Одновременный способ успешно применяют в новом методе поверхностной закалки при глубинном нагреве деталей, изготовленных из сталей пониженной и регламентированной прокаливаемости. [c.56] Иногда закалка этим способом осуществляется при последовательном движении индуктора с вращением детали во врем нагрева. Непрерывно-последовательный способ закалки применяется для упрочнения валов, осей, шпилек и других длинных деталей. [c.57] Критические точки диаграммы состояния системы железо —-углерод (см. рис. 9) соответствуют температурам, при которых протекают превращения в условиях медленного нагрева и охлаждения. По этой диаграмме устанавливают температуру прк обычной термической обработке с нагревом в печи. [c.57] При выборе температуры для скоростного индукционного нагрева вносятся поправки, так как ограниченное время нагрева может оказаться недостаточным для завершения фазовых превращений. [c.57] Температура индукционной закалки зависит от химического состава стали, исходной структуры и скорости нагрева и превышает температуру критической точки Лсз на 50—150° С и выше. Повышение температуры увеличивает подвижность атомов и ускоряет процесс превращения исходных структур в аустенит. Процесс превр ащения перлита в аустенит происходит при температуре несколько выше температуры равновесной точки Лс1 (723° С). При исходной структуре, состоящей из. тонкопластинчатого перлита или сорбита, процессы превращения протекают быстро, а структура грубопластинчатого или зернистого перлита требует на превращение большего времени. [c.57] С увеличением скорости нагрева процессы превращения смещаются в область более высоких температур. Легированные стали обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с углеродистой сталью, поэтому нагрев их под поверхностную закалку необходимо производить с меньшими скоростями. [c.58] Легирующие элементы оказывают влияние на температурный интервал превращений, структуру стали и фазовые превращения при нагреве. Никель и марганец снижают критическую точку Лсь хром, вольфрам, титан, и кремний повышают ее никель и кобальт увеличивают скорость распада карбидов и ускоряют фазовые превращения при нагреве стали кремний не образует в стали карбидов, снижает коэффициент диффузии углерода в железе, повышает температуру фазовых превращений. Карбидообразующие легирующие элементы хром, вольфрам и йанадий замедляют процессы фазовых превращений. Марганец снижает температуру фазовых превращений и образует карбиды. Интервал оптимальных закалочных температур сталей, легированных карбидообразующими элементами, имеет узкие пределы. [c.58] В процессе термической обработки чугуна протекают такие же превращения, как и в стали. Однако высокочастотная закалка чугуна имеет свои особенности. При индукционном нагреве чугуна выше критических точек в металлической основе растворяется как связанный, так и свободный углерод в виде графита или гнезд углерода отжига. При повышенных температурах ускоряются диффузионные процессы, увеличивается содержание углерода и легирующих элементов в аустените и выравнивается его химический состав. Интенсивность и степень насыщения аустенита зависят от количества связанного углерода (перлита) и графитовых включений в исходной структуре чугуна, температуры и скорости индукционного нагрева. При закалке нелегированного перлитного чугуна не требуются высокая температура и выдержка для растворения углерода в аустените, нагрев чугуна ведется с большими скоростями за несколько секунд. [c.58] Феррито-перлитные и ферритные чугуны для насыщения углеродом аустенита требуют выдержек и для ускорения процесса насыщения высоких температур порядка 1050° С. Предварительная нормализация с индукционным нагревом ферритных и феррито-перлитных чугунов позволяет после закалки получить высокую поверхностную твердость 50 HR . [c.58] При поверхносшой закалке применяются стали, удовлетворяющие тем или иным требованиям, предъявляемым к деталям или инструментам. К таким требованиям относятся глубина, твердость, износостойкость и прочность закаленного слоя, а также прочность, пластичность и вязкость сердцевины. [c.59] Стали с содержанием углерода 0,40—0,50% имеют наибольшее применение при поверхностной закаЛке. Большинство деталей изготовляют из сталей 40 и 45 (коленчатые и кулачковые валы, штоки, валики, муфты, зубчатые 01боды, пальцы и другие детали). [c.59] Стали с содержанием углерода 0,30—0,40% применяют для деталей, к которым не предъявляется больших требований к твердости и износостойкости, но которые должны иметь пониженную хрупкость поверхно стното слоя, повышенную вязкость и минимальную склонность к трещинообразованию. К таким сталя м относится сталь 35, из которой изготовляются детали повышенной вязкости (толкатели, ключи, вилки, болты, педали и другие детали). [c.59] Легированные стали применяются для деталей с повышенны--ми требованиями к механическим свойствам. К таким сталям относится сталь 55Г, из которой изготовляют коленчатые валы дизельных двигателей, сталь 9Х для валков холодной прокатки, сталь 40Х для штоков, шлицевых валов и других деталей. [c.59] Сталь ПП. Химический состав и технология выплавки выбирается с расчетом уменьшить прокаливаемость. С этой целью ограничивают содержание в стали таких элементов, как марганец, кремний, хром, никель и перед разливкой сталь модифицируют алюминием или титаном для получения мелкого наследственного зерна. Стали ПП применяются для шестерен заднего моста автомобилей, крестовин, шаровых пальцев и других деталей. [c.59] Сталь РП. Уровень свойств той стали такой же, как и среднеуглеродистых конструкционных сталей (например, сталей 45, 40Х, 45Ги др.). [c.60] Технологический процесс поверхностной закалки оценивают термическими параметрами, обусловливающими характер и скорость протекания фазовых превращений при нагреве стали. Термическими параметрами являются конечная температура ндгре-ва детали 4 и скорость нагрева в области фазовых превращений Уф. [c.60] Распределение температуры по глубине нагреваемой детали-определяется глубиной проникновения тока, теплопроводностью стали, скоростью нагрева, температурой поверхности, геометрическими размерами детали. [c.60] Вернуться к основной статье