Поверхностная закалка стали при нагреве токами высокой частоты

Лозинский М. Г., Поверхностная закалка стали при нагреве токами высокой частоты, Металлургиздат, 1940. [c.154]

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ [c.135]

Поверхностной называется такая закалка, при которой высокую твердость приобретает лишь часть поверхностного слоя стали. Она отличается от всех рассмотренных ранее способов закалки методом нагрева. При такой обработке до температуры закалки нагревают только поверхностный слой изделия. При быстром охлаждении лишь этот слой подвергается закалке. Остальная часть не закаливается и сохраняет структуру и свойства, которые были до закалки. Наибольшее распространение получила поверхностная закалка с индукционным нагревом токами высокой частоты. Этот высокопроизводительный, прогрессивный метод термической обработки обеспечивает повышение механических свойств стали, в том числе предела текучести, усталости и твердости, исключает возможность обезуглероживания, уменьшает опасность окисления поверхности изделий и их деформации, создает предпосылки для комплексной механизации и автоматизации процесса закалки. По данным автомобильного завода, высокочастотная закалка обходится в два—шесть раз дешевле, чем другие процессы поверхностного упрочнения. [c.215]

В зависимости от марки стали полностью обработанную (начерно и начисто) заготовку шпинделя подвергают термической обработке. Наиболее распространенным способом такой обработки является поверхностная закалка с применением нагрева токами высокой частоты (ТВЧ). При этом способе тепло образуется в поверхностном слое обрабатываемой заготовки, а основная масса металла вследствие кратковременности нагрева (0,5...20 с) не нагревается, что предохраняет заготовку от деформации и предотвращает образование окалины на поверхности. Глубину закаливаемого слоя можно автоматически [c.401]

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон) 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм ). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза. [c.245]

Поверхностная закалка при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.) обеспечивает значительное снижение чувствительности материала к концентрации напряжений. В зависимости от сорта стали предел выносливости гладких образцов повышается на 40— 100% по сравнению с исходным состоянием. Упрочнению следует подвергать всю рабочую поверхность детали, так как место перехода упрочненной части в неупрочненную оказывается ослабленным. [c.29]

За последние годы большое распространение в промышленности получила поверхностная индукционная закалка стали и чугуна при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.) по методу чл.-корр. АН СССР В. П. Вологдина. Основное преимущество индукционной закалки — возможность получения закаленного слоя заданной глубины и ее большая производительность. [c.135]

Для деталей, работающих при сравнительно невысоких удельных давлениях и скоростях, можно значительно упростить процесс обработки тех деталей, которые требуют высокой поверхностной твердо сти, применением поверхностной закалки сталей с содержанием угле рода 0,4—0,6%. В последнее время наибольшее распространение по лучает поверхностная закалка при нагреве токами высокой частоты [c.73]

При вращении шпинделя сверлить можно на всю длину с одной установки. Если же вращать сверло, то для меньшего его увода сверлить следует до половины длины с одного конца и вторую половину — с другого конца, т. е. за две установки с базированием по обточенным шейкам. Затем зенкеруют отверстие с переднего конца коническим зенкером на вертикально-сверлильном станке, с последующим растачиванием конического отверстия с переднего и заднего концов, с одновременным подрезанием обоих торцов на токарном станке. Затем заготовка подвергается термической обработке, которая зависит от выбранной марки стали и преследует цель повышения износостойкости поверхностей опорных шеек и других поверхностей с сохранением сырой сердцевины. Термическая обработка не должна вызывать заметных деформаций шпинделя. Применяется поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты. [c.370]

Поверхностная закалка стали, применяемая для получения высокой твердости в поверхностном слое при сохранении вязкой сердцевины, что обеспечивает износоустойчивость и одновременно высокую динамическую прочность детали. Достигается путем быстрого нагрева до необходимой температуры только поверхностного слоя, что чаще всего производится токами высокой частоты (закалка ТВЧ), [c.32]

М 255. В деталях, изготовленных из углеродистой стали, можно получить после закалки высокую твердость в поверхностных слоях (при сохранении вязкой сердцевины) различными способами химико-термической обработкой (цементацией) закалкой с нагревом токами высокой частоты обычной закалкой (в последнем случае в деталях диаметром более 20 мм вследствие того, что углеродистая сталь обладает небольшой прокаливаемостью). [c.311]

В деталях, изготовленных из углеродистой стали, можно получить после закалки высокую твердость в поверхностных слоях (при сохранении вязкой сердцевины) различными способами химико-термической обработкой (цементацией) закалкой с нагревом токами высокой частоты обычной закалкой [c.330]

В улучшаемых сталях поверхностной закалкой можно получить твердый слой при улучшенной сердцевине. Для этого с помощью автогенной горелки высокой мощности или индукционным нагревом токами высокой частоты тепло так быстро подводят, что только небольшой поверхностный слой нагревается до температуры закалки затем поверхность охлаждается струей воды, следующей за горелкой. Эти методы в особенности оправдали себя при закалке шеек коленчатого вала. [c.293]

При поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты возникают значительные остаточные напряжения под твердым слоем [34] и поэтому данным способом термообработки подвергаются только зубчатые колеса, изготовленные из легированных сталей, содержащих ванадий, А так как эти стали дороги, то и поверхностная закалка токами высокой частоты имеет ограниченное применение. Стойкость поверхностно закаленных зубьев при циклических контактных напряжениях ниже, чем зубьев цементированных. [c.99]

Наибольший к. п. д. червячной передачи, наименьшее выкрашивание рабочих поверхностей, большая надежность работы передачи в отношении заедания достигаются при цементованных полированных червяках с твердостью рабочих поверхностей Нр = 56 ч- 62, а также поверхностно закаленных с нагревом токами высокой частоты или газовой горелкой до = = 45 ч- 57. При этом червяки из обычных углеродистых сталей лучше подвергать поверхностной закалке кислородно-ацетиленовым пламенем или токами высокой частоты. [c.110]

Поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты достаточно распространенный метод упрочнения, при котором в поверхностном слое реализуется классическая схема закалки, основанная на превращении аустенита в мартенсит. Толщина упрочнённого слоя достигается регулированием глубины прогрева деталей при равном по всему объёму содержании углерода которое должно превышать 0,3%. Максимальная твёрдость на поверхности за счёт высокой скорости нагрева и кратковременной выдержки на 5-7 НКС выше твердости тех же сталей, закалённых нри нечном нагреве. [c.26]

Положение критических точек у железоуглеродистых сплавов зависит не только от содержания в них углерода, но и от скорости их охлаждения, а у специальных сталей и чугунов — также и от содержания в них легирующих элементов. Чем больше скорость охлаждения, тем ниже температуры критических точек чугуна и стали. Поэтому для каждой марки стали температуры критических точек устанавливают при определенной скорости охлаждения (с помощью специальных приборов— дилатометров). Скорость же нагрева на положение критических точек практически не оказывает влияния, за исключением весьма больших скоростей (например, при нагреве стали под поверхностную закалку токами высокой частоты весьма большие скорости нагрева приводят к сильному повышению температуры критических точек). [c.183]

Закалка повышает прочность, твердость и упругость стали. С увеличением содержания углерода в стали твердость ее при закалке повышается. Температура нагрева стали при этом должна быть 760—850 °С. Чем меньше в стали углерода, тем больше должен быть ее нагрев. Различают сплошную и поверхностную закалку. При сплошной закалке сталь нагревают в термической печи, горне или в расплавленной соли. После нагрева ее быстро охлаждают в воде, масле или в других жидкостях. Для получения равномерной закалки нагретое изделие быстро опускают в охлаждающую жидкость и перемещают его в ней до полного охлаждения. Поверхностная закалка стали осуществляется токами высокой частоты. [c.84]

К числу перспективных способов возможного повышения стойкости штампов относится применение токов высокой частоты для нагрева под закалку, что позволяет получить высокую поверхностную твердость при вязкой сердцевине даже для хорошо прокали вающихся сталей. [c.269]

Способ поверхностной закалки с нагревом т. в. ч. впервые предложенный В. П. Вологдиным, основан на явлении электромагнитной индукции и неравномерном выделении теплоты по сечению детали. Подлежащая закалке деталь помещается в определенное магнитное поле, создаваемое индуктором (катушкой) при пропускании через него переменного тока высокой частоты. Деталь помещается в индуктор с зазором 2—4 мм. По закону электромагнитной индукции в части детали, находящейся лод воздействием магнитного потока, будет индуктироваться ток частоты, одинаковой с частотой тока, пропускаемого через индуктор. Индуктированный ток не распределяется равномерно по всему сечению детали, а протекает только по слою, глубина которого соответствует глубине проникновения тока при этом плотность тока будет наибольшей у поверхности детали. Благодаря тепловому действию тока происходит быстрый (обычно 2—10 с) нагрев поверхностных слоев детали, в которых возбуждаются токи. По достижении температуры закалки ток выключается и через отверстия в индукторе под давлением подается охлаждающая жидкость, обычно вода. Происходит закалка поверхности детали на определенную глубину. При высоких скоростях охлаждения, превышающих критические значения для данной марки сталей, в закаленном слое возникает структура мартенсита, характеризующаяся высокой твердостью и износостойкостью. Остаточные напряжения сжатия, образующиеся в поверхностном слое закаленной т. в. ч. детали, повышают ее усталостную прочность. [c.313]

Закалка — термическая операция, заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью в закалочной среде. Цель закалки — повышение прочности и износостойкости (за счет увеличения твердости) изделий. Закалка может быть объемной (нагрев и превращения по всему объему изделия) и поверхностной (нагрев, например, токами высокой частоты и превращения в поверхностном слое). Режимы закалки различных материалов даны в работе [13]. Температуры основных видов термической обработки углеродистой качественной конструкционной стали приведены в табл. 6. [c.107]

В нашей литературе, в отличие от зарубежной, редко применяются диаграммы анизотермического превращения при нагреве для анализа кинетики превращения в сталях в зависимости от скорости нагрева. Между тем в ряде случаев термической обработки (поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем) и практически в любых случаях сварки использование этих диаграмм весьма целесообразно. [c.83]

Типичное распределение температуры по сечению изделия при индукционном нагреве приведено на фиг. 169, где показано что при нагреве на глубину меньшую или равную глубине проникновения тока распределение температуры является благоприятным (кривая /). 1 В пределах нужной глубины температура меняется очень незначительно и, следовательно, после быстрого охлаждения закаленный слой будет иметь однородную структуру по всей глубине. Если глубина проникновения мала по сравнению с требуемой глубиной закалки (частота тока слишком велика), температура в пределах нагретого слоя меняется резко, и поверхностные слои могут оказаться перегретыми (кривая 2). Перепад температур в пределах нагретого слоя может быть уменьшен за счет снижения скорости нагрева. Однако такой режим обычно энергетически не выгоден и не обеспечивает высокого качества закалки. Применение больших скоростей нагрева для термической обработки стали потребовало пересмотра температурных режимов нагрева. [c.257]

В выборе марки стали надо стремиться к наиболее дешевой и простой в технологии производства стали без дефицитных легирующих элементов. При назначении технологических процессов термической обработки следует применять наиболее совершенную и передовую технологию. Необходимо проанализировать возможность применения новых методов термической обработки (изотермического отжига, отжига горячих слитков и заготовок, использование поверхностной закалки, применение ступенчатой закалки, обработки холодом ИТ. п.), возможность ускорения процессов нагрева за счет применения более совершенных печей и нагревательных аппаратов, введения новых методов электронагрева (токами высокой и низкой частоты, нагрева в электролитах, непосредственного электронагрева и других). [c.290]

В отличие от НТМО, ВТМО не требует прессового оборудования большой мощности. Однако существенным недостатком ВТМО являются определенные технологические трудности, связанные с необходимостью во многих случаях подавлять процесс рекристаллизации [161]. Так, проведение ВТМО конструкционных легированных сталей в условиях прокатки при температуре 800—1100° возможно только на сечениях толщиной около 10 ММ] дальнейшее увеличение толшины заготовок приводит к развитию процесса рекристаллизации и к снятию эффекта упрочнения. В то же время одним из перспективных направлений в использовании ВТМО является аналогичная по технологии обработка поверхностных слоев изделий [131, 132] поверхность детали или отдельные ее участки (в особенности в местах концентрации напряжений) могут быть упрочнены в результате локального екоростного индукционного нагрева токами высокой частоты, совмещаемого с последующей местной пластической деформацией и закалкой [161]. [c.79]

Поверхностная зака лк а зубьев с нагревом токами высокой частоты (т.в.ч.) целесообразна для шестерен с модулем т 2 мм, работающих с улучшенными колесами, ввиду хорошей приработки зубьев. При малых модулях мелкий зуб прокаливается насквозь, что делает его хрупким и сопровождается короблением. Для закалки т.в.ч. используют стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ. [c.124]

В некоторых случаях требуется сообщить детали высокую поверхностную твердость и износостойкость при сохранении вязкой сердцевины. Это достигается поверхностной закалкой или химико-термической обработкой. Поверхностная закалка заключается в нагреве с большой скоростью поверхностного слоя металла до температуры выше интервала превращений и последующем быстром охлаждении. Этот метод применяется для закалки шеек коленчатых валов, зубьев шестерен, шпинделей, направляющих станков и других деталей, изготовляемых главным образом из углеродистых и низколегированных сталей. Нагрев деталей при поверх-но стной закалке, как правило, осуществляется при помощи токов высокой частоты. Может также применяться нагрев газовым пламенем или Электроконтактным шо собом по методу проф. Гевелинга. [c.11]

В отличие от большинства прочих способов поверхностной закалки, при закалке с нагревом токами высокой частоты перегрева поверхностного слоя, как правило, не происходит, и структура поверхностного слоя состоит из бесструктурного или мелкоигольчатого мартенсита. Твердость закаленного поверхностного слоя неизменно получается несколько выше (на 1—2 единицы по Роквеллу) твердости поверхностного слоя детали, изготовленно из той же марки стали и подвергнутой обычной закалке. Следовательно, выше и износостойкость. Это — первое из значительных металловедческих преимуществ закаленных деталей, нагретых токами высокой частоты. [c.175]

Поверхностной закалке подвергаются детали из среднеуглеродистых и легированных сталей (Ст40, 40Х, 40ХН и др.). Она достигается нагревом поверхностных слоев металла главным образом токами высокой частоты (ТВЧ) или ацетилено-кислородным пламенем и последующим охлаждением. При обоих способах закаливаются только поверхностные слои металла, нагретые выше точки Асз на диаграмме железо — углерод . Толщина закаленного слоя 2,5—4 мм находится в пределах 40—50 ИКС, но может быть снижена за счет отпуска. [c.62]

В случаях, когда к разным частям и поверхностям одной детали предъявляются различные требования (прочность, жесткость, контактная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии и др.), при выборе материала применяют принцип местного качества . Сущность его заключается в том, что для удовлетворения различных требований соответствующие части и поверхности детали подвергают специальной обработке или деталь делают из нескольких соединенных между собой неподвижно элементов из разных материалов. Например, для повыщения контактной прочности и износостойкости зубья стальных колес подвергают поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты и последующими шлифованием или притиркой цапфы валов из малоуглеродистой сгали (сталь 20), охватываемые подшипниками скольжения для повышения износостойкости и уменьшения потерь на трение, подвергают цементации, закалке и шли- [c.186]

Поверхностная закалка токами высокой частоты (т. в. ч.) или пламенем ацетиленовой горелки обеспечивает HR 48.. . 54 и применима для сравнительно крупных зубьев (т 5 мм). При малых модулях опасно прокаливание зуба насквозь, что делает зуб хрупким и сопровождается его короблением. При относительно тонком поверхностном закаливании зуб искажается мало. И все же без дополнительных отделочных операций трудно обеспечить степень точности выше 8-й. Закалка т. в. ч. требует специального оборудования и строгого соблюдения режимов обработки. Стоимость обработки т. в. ч. значительно возрастает с увеличением размеров колес. Поэтому большие колеса чаще закаливают с нагревом ацетиленовым пламенем. Для поверхностной закалки используют стали 40Х, 40ХН, 45 и др. [c.143]

Поверхностную закалку обеспечивают в результате нагрева детали токами высокой частоты (ТВЧ) и последующего охлаждения. В связи с тем, что нагреваются лишь поверхностные слои в течение 20...50 с, толщина закаливаемого слоя мала и деформации при закалке невелики. Поэтому можно обойтись без последующего шлифования зубьев (однако это понижает точность на одну-полторы степени). Материалы в этом случае — среднеуглеродистые легированные стали 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. Обычно [c.252]

Закалка — нагрев стали до температуры 820—930° С (свет-ло-вишневый цвет) и охлаждение в воде, масле или других закалочных средах, выбираемых в зависимости от марки стали и формы закаливаемой детали. При этом достигается высокая твердость детали. Поверхностная закалка детали производится путем поверхностиого нагрева детали током высокой частоты или пламенем ацетиленовой горелки и охлаждением в струе жидкости. При этом поверхность детали получает высокую твердость, а сердцевина остается мягкой, что повышает ударную стойкость. Закалке подвергаются стали с содержанием углерода выше 0,3%. Чем ниже содержание углерода и легирующих элементов, тем выше должна быть скорость охлаждения при закалке. [c.5]

Высокая твердость рабочих поверхкостсй зубьев обеспечивается обычно с помощью поверхностной закалки токами высокой частоты и химико-термической обработки — цементации, нитроцементации и азотирования. Наилучшие результаты при закалке т. в. ч. получаются в том случае, когда форма закаленного слоя повторяет очертания впадины. Современное оборудование позволяет осуществлять закалку при нагреве т. в. ч. отдельныл впадин по всему контуру (обычно при т 2,5 мм) зубчатых колес малых и средних размеров. Некоторые используемые при этом марки стали даны в табл. 6.8. [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...