ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поверхностная термическая обработка стали из "Технология металлов Издание 2 " В современной технике для многих деталей машин и инструментов требуется, чтобы они имели высокую поверхностную твердость, хорошо сопротивлялись истиранию и в то же время не были хрупки, не разрушались от ударных нагрузок. Термическая обработка, при которой детали закаливаются только с поверхности, а сердцевина остается вязкой, называется поверхностной закалкой. [c.127] При поверхностной закалке наружные слои деталей нагреваются выше точки быстро, но на небольшую глубину, чтобы после закалки получить только поверхностную твердость. [c.127] Поверхностный нагрев пламенем газовой горелки. Поверхностная закалка стали путем пламенного нагрева заключается в том, что поверхность детали нагревают пламенем перемещающейся аце-тилено-кислородной горелки до температуры выше критической точки и быстро охлаждают струей холодной воды (рис. 62). Ацетилено-кислородное пламя имеет температуру 3100—3200° С и очень быстро нагревает поверхность изделия до температуры закалки. Нижележащие слои стали не успевают прогреться до критической точки и потому не закаливаются. Скорость движения горелки ограничивается определенными условиями и при закалке на глубину 4—6 мм равна от 50 до Ъ0 мм/мин. Расстояние между горелкой и водяным душем от 5 до 40 мм. [c.128] Пламенную поверхностную закалку применяют главным образом, чтобы упрочить поверхность крупных стальных деталей. [c.128] Цилиндрические детали можно закаливать на обычном токарном станке, в суппорте которого закреплена кислородно-ацетиленовая горелка. Закаливаемый вал устанавливается в центрах. Имеются также специальные станки для закалки коленчатых валов, осей, зубчатых колес и т. д. Способом пламенной закалки можно закаливать все стали, принимающие обычную закалку, серый чугун, легированные хромоникелевые, хромомолибденовые чугуны и пр. [c.128] Твердость закаленных пламенем стальных изделий для разных сталей равна HR 48—65. [c.128] Достоинства поверхностной закалки при нагреве ацетилено-кислородным пламенем простота и низкая стоимость оборудования, отсутствие обезуглероживания и окисления. [c.128] Недостаток трудность регулирования температуры нагрева и глубины закаленного слоя. [c.128] Поверхностная закалка токами высокой частоты (т. в. ч.). Такая закалка дает возможность в короткое время получить на изделии хорошо сопротивляющийся износу поверхностный слой при мягкой и вязкой сердцевине. Этот эффективный метод, получивший широкое распространение в нашей промышленности, разработан в 1935 г. В. П. Вологдиным. При закалке нагреваемое изделие помещают внутрь медной спирали, по которой пропускается ток высокой -частоты. Этот ток создает вокруг спирали сильное переменное магнитное поле, поэтому в стальном изделии индуктируются вторичные короткозамкнутые (вихревые) токи. Индукционные вихревые токи сосредоточены только на поверхности изделия и нагревают его на определенную глубину. Чтобы спираль первичного тока не нагревалась, ее делают из медной трубки, через которую пропускают воду. Такие спирали называются индукторами (возбудителями вторичного тока). [c.129] Индукторы могут иметь несколько витков (рис. 64) или один, схватывающий нагреваемое изделие. При закалке некоторых участков индукторы делают в виде петель, рамок и т. д. в зависимости от конфигурации закаливаемого изделия. [c.129] Скорость и температура нагрева зависят также от зазора между индуктором и нагреваемой деталью чем меньше этот зазор, тем быстрее деталь нагревается до заданной температуры. Обычно зазор между индуктором и нагреваемой деталью от 2 до 5 мм. [c.130] В зависимости от формы, размеров закаливаемых деталей и предъявляемых к ним требований применяемые в настоящее время способы высокочастотной закалки разделяются на три группы фис. 66). [c.130] Детали значительной длины закаливают непрерывно-по-следовательным способом, схема которого показана на рис. 66, б. [c.131] Вал 1 вращается вокруг вертикальной оси, а также перемещается внутри индуктора 2 сверху вниз, последовательно проходя через зону нагрева и зону охлаждения закалочного устройства (спре-ера) 5, к которому по шлангу 4 подается вода. Непрерывно-последовательную закалку стальных плит вьшолняют при помощи плоских индукторов (рис. 66, е). Здесь зигзагообразный индуктор 1 нагревает плиту 2, а охлаждение производится с помощью устройства 3. Если необходимо закалить отдельные части детали, то целесообразно применять способ последовательной закалки. [c.132] При этом способе закаливаемая поверхность нагревается и охлаждается по частям, например, каждый зуб зубчатого колеса (рис. 66, г) и т. п. [c.132] Чтобы уменьшить внутренние напряжения, детали сразу после закалки подвергают низкому отпуску в масляной ванне или в печи при температуре 150—250° С, в зависимости от марки стали детали. Время выдержки при отпуске 1—3 часа. [c.132] Способ индукционного нагрева т. в. ч. широко применяют в промышленности СССР. В автотракторной промышленности его используют, например, для закалки коленчатых валов, кулачковых валиков, зубчатых колес и многих других деталей в станкостроении этим методом закаливают зубчатые колеса, валики, оси, рейки, планки, направляющие станин и др. в инструментальном производстве — метчики, плашки, калибры и др. [c.132] Водородная оболочка 3 быстро нагревается до температуры 1800— 2000 С и в течение нескольких секунд нагревает поверхность детали до температуры выше точки. Нагретую деталь охлаждают в том же электролите после выключения тока или сбрасывают в закалочный бак. [c.133] К числу достоинств закалки в электролите относятся возможность нагрева отдельных участков и торцов детали, простота установки и возможность автоматизации процесса. Недостатки этого метода — трудность регулирования температуры нагреваемой поверхности, ограниченный ассортимент деталей, поддающихся закалке в электролите, и необходимость предохранения от коррозии. [c.133] Термическая обработка при отрицательных температурах (обработка холодом). Сущность данного метода заключается в дополнительном, более полном превращении в мартенсит остаточного аустенита закаленной стали. Метод разработан советскими учеными А. П. Гуляевым, С. С. Штейнбергом и др. Обработку холодом применяют для сталей, содержащих не менее 0,6%С, и для легированных сталей, в структуре которых после закалки сохраняется значительное количество остаточного аустенита. [c.133] Вернуться к основной статье