Sport

Instalace indukčního ohřevu pro vysokofrekvenční kalení dílů. Zařízení pro kalení HDTV. Výhody kalení vysokofrekvenčními proudy

Indukční ohřev nastává v důsledku umístění obrobku v blízkosti střídavého vodiče elektrický proud, který se nazývá induktor. Při průchodu vysokofrekvenčního proudu (HFC) induktorem vzniká elektromagnetické pole a pokud se v tomto poli nachází kovový výrobek, je v něm vybuzena elektromotorická síla, která způsobuje průchod výrobkem. střídavý proud stejnou frekvenci jako indukční proud.

Tímto způsobem se vyvolá tepelný efekt, který způsobí zahřátí produktu. Tepelný výkon P uvolněný ve vyhřívané části se bude rovnat:

kde K je koeficient závislý na konfiguraci produktu a velikosti mezery vytvořené mezi povrchy produktu a induktorem; Iin - síla proudu; f – aktuální frekvence (Hz); r – elektrický odpor (Ohm cm); m – magnetická permeabilita (G/E) oceli.

Za proces indukční ohřev významný vliv má fyzikální jev zvaný povrchový (skin) efekt: proud se indukuje převážně v povrchových vrstvách a při vysokých frekvencích je hustota proudu v jádru součásti nízká. Hloubka vyhřívané vrstvy se odhaduje podle vzorce:

Zvýšení frekvence proudu umožňuje soustředění významného výkonu do malého objemu ohřívané části. Díky tomu je realizován vysokorychlostní (až 500 C/sec) ohřev.

Parametry indukčního ohřevu

Indukční ohřev je charakterizován třemi parametry: hustotou výkonu, dobou ohřevu a proudovou frekvencí. Měrný výkon je výkon přeměněný na teplo na 1 cm2 povrchu ohřívaného kovu (kW/cm2). Rychlost ohřevu produktu závisí na specifickém výkonu: čím vyšší je, tím rychleji dochází k ohřevu.

Doba ohřevu určuje celkové množství přenesené tepelné energie a podle toho i dosaženou teplotu. Je také důležité vzít v úvahu frekvenci proudu, protože na tom závisí hloubka vytvrzené vrstvy. Frekvence proudu a hloubka vyhřívané vrstvy jsou v opačném vztahu (druhý vzorec). Čím vyšší frekvence, tím menší je zahřátý objem kovu. Volbou měrné hodnoty výkonu, doby ohřevu a aktuální frekvence je možné v širokém rozsahu měnit konečné parametry indukčního ohřevu - tvrdost a hloubku kalené vrstvy při kalení nebo ohřátý objem při ohřevu pro ražení.

V praxi jsou řízenými parametry ohřevu elektrické parametry generátoru proudu (výkon, proud, napětí) a doba ohřevu. Pomocí pyrometrů lze také zaznamenávat teplotu ohřevu kovu. Častěji však není potřeba konstantní regulace teploty, protože je zvolen optimální režim vytápění, který zajišťuje stálá kvalita zhášení nebo ohřev HDTV. Optimální režim kalení se volí změnou elektrických parametrů. Tímto způsobem je vytvrzeno několik dílů. Dále jsou díly podrobeny laboratorní analýze se záznamem tvrdosti, mikrostruktury, rozložení vytvrzené vrstvy do hloubky a roviny. Při nedostatečném zahřátí je ve struktuře podeutektoidních ocelí pozorován zbytkový ferit; Při přehřátí vzniká hrubojehlový martenzit. Známky vad při ohřevu HDTV jsou stejné jako u klasických technologií tepelného zpracování.

Při povrchovém kalení se provádí vysokofrekvenční ohřev na více než vysoká teplota než u konvenčního objemového kalení. To je způsobeno dvěma důvody. Za prvé, při velmi vysoké rychlosti ohřevu se zvyšují teploty kritických bodů, ve kterých dochází k přechodu perlitu na austenit, a za druhé je nutné, aby tato přeměna byla dokončena ve velmi krátké době ohřevu a výdrže.

Navzdory tomu, že ohřev při vysokofrekvenčním kalení probíhá na vyšší teplotu než při běžném kalení, kov se nepřehřívá. To se děje proto, že zrno v oceli jednoduše nestihne vyrůst ve velmi krátkém časovém období. Za zmínku také stojí, že ve srovnání s objemovým kalením je tvrdost po vysokofrekvenčním kalení vyšší přibližně o 2-3 jednotky HRC. To zajišťuje vyšší odolnost proti opotřebení a tvrdost povrchu součásti.

Výhody kalení vysokofrekvenčními proudy

vysoká produktivita procesu
snadné nastavení tloušťky vytvrzené vrstvy
minimální deformace
téměř úplná absence měřítko
možnost úplné automatizace celého procesu
možnost umístění kalící jednotky do obráběcího proudu.

Nejčastěji se povrchové vysokofrekvenční kalení aplikuje na díly vyrobené z uhlíková ocel s obsahem 0,4-0,5 % C. Tyto oceli mají po kalení povrchovou tvrdost HRC 55-60. Při vyšším obsahu uhlíku hrozí nebezpečí prasklin v důsledku náhlého ochlazení. Spolu s uhlíkovými oceli se používají také nízkolegované chromové, chromniklové, chromkřemíkové a další oceli.

Zařízení pro provádění indukčního kalení (HFC)

Indukční kalení vyžaduje speciální technologického vybavení, který zahrnuje tři hlavní součásti: zdroj energie - generátor vysokofrekvenčního proudu, induktor a zařízení pro pohyblivé části ve stroji.

Generátory vysokofrekvenčního proudu jsou elektrické stroje, které se liší fyzikálními principy vzniku elektrického proudu v nich.

Elektronická zařízení fungující na principu elektronek přeměňujících stejnosměrný proud na střídavý proud vysokofrekvenční - elektronkové generátory.
Elektrická strojní zařízení pracující na principu indukce elektrického proudu ve vodiči pohybujícím se v magnetickém poli, přeměňující třífázový průmyslový frekvenční proud na střídavý proud o vysoké frekvenci - strojní generátory.
Polovodičová zařízení pracující na principu tyristorových zařízení přeměňujících stejnosměrný proud na vysokofrekvenční střídavý proud - tyristorové měniče (statické generátory).

Generátory všech typů se liší frekvencí a výkonem generovaného proudu

Typy generátorů Výkon, kW Frekvence, kHz Účinnost

Lampa 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Stroj 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Tyristor 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Povrchové kalení malých dílů (jehly, kontakty, hroty pružin) se provádí pomocí mikroindukčních generátorů. Frekvence, kterou produkují, dosahuje 50 MHz, doba ohřevu pro kalení je 0,01-0,001 s.

Metody kalení HDTV

Na základě procesu ohřevu se rozlišuje indukční kontinuálně-sekvenční kalení a simultánní kalení.

Průběžně-sekvenční kalení používá se pro dlouhé díly konstantního průřezu (hřídele, nápravy, rovné plochy dlouhých výrobků). Ohřívaná část se pohybuje v induktoru. Oblast části, která je v určitém okamžiku v zóně vlivu induktoru, se zahřeje na zhášecí teplotu. Na výstupu z induktoru sekce vstupuje do zóny chlazení rozprašováním. Nevýhodou tohoto způsobu ohřevu je nízká produktivita procesu. Pro zvýšení tloušťky vytvrzené vrstvy je nutné prodloužit dobu ohřevu snížením rychlosti pohybu součásti v induktoru. Současné vytvrzování zahrnuje současné zahřívání celého povrchu, který má být vytvrzen.

Samovolný účinek po vytvrzení

Po dokončení ohřevu se povrch ochladí sprchou nebo proudem vody přímo do induktoru nebo v samostatném chladicím zařízení. Toto chlazení umožňuje kalení libovolné konfigurace. Dávkováním chlazení a změnou doby jeho trvání je možné realizovat efekt samotemperování v oceli. Tento efekt spočívá v odvodu tepla nahromaděného při ohřevu v jádru dílu na povrch. Jinými slovy, když povrchová vrstva vychladne a podstoupí martenzitickou přeměnu, určité množství tepelné energie je stále zadržováno v podpovrchové vrstvě, jejíž teplota může dosáhnout nízké teploty popouštění. Po zastavení chlazení se tato energie přenese na povrch vlivem rozdílu teplot. Není tedy potřeba dalších operací popouštění oceli.

Návrh a výroba induktorů pro kalení vysokofrekvenčních frekvencí

Induktor je vyroben z měděných trubek, kterými během procesu ohřevu prochází voda. Tím se zabrání přehřátí a vyhoření induktorů během provozu. Vyrábějí se také tlumivky kombinované s vytvrzovacím zařízením - rozprašovačem: na vnitřním povrchu takových tlumivek jsou otvory, kterými proudí chladivo na ohřívanou část.

Pro rovnoměrný ohřev je nutné vyrobit induktor tak, aby vzdálenost od induktoru ke všem bodům na povrchu výrobku byla stejná. Obvykle je tato vzdálenost 1,5-3 mm. Při kalení výrobku jednoduchého tvaru je tato podmínka snadno splněna. Aby bylo zajištěno rovnoměrné vytvrzení, musí se součást pohybovat a (nebo) otáčet v induktoru. Toho je dosaženo použitím speciálních zařízení - center nebo kalících stolů.

Vývoj konstrukce induktoru zahrnuje především určení jeho tvaru. V tomto případě vycházejí z tvaru a rozměrů kaleného výrobku a způsobu kalení. Při výrobě induktorů se navíc bere v úvahu povaha pohybu součásti vzhledem k induktoru. Zohledňuje se také účinnost a topný výkon.

Chlazení dílů lze využít ve třech variantách: sprchování vodou, proudění vody, ponoření dílu do zhášecího média. Sprchové chlazení lze provádět jak v indukčních rozprašovačích, tak ve speciálních kalicích komorách. Průtokové chlazení umožňuje vytvořit přetlak asi 1 atm, což přispívá k rovnoměrnějšímu chlazení součásti. Pro zajištění intenzivního a rovnoměrného chlazení je nutné, aby se voda po chlazeném povrchu pohybovala rychlostí 5-30 m/sec.

Síla prvků je zvláště kritická ocelové konstrukce do značné míry závisí na stavu uzlů. Důležitou roli hraje povrch dílů. Aby se mu dodala potřebná tvrdost, trvanlivost nebo viskozita, provádějí se operace tepelného zpracování. Zpevněte povrch dílů různé metody. Jedním z nich je kalení vysokofrekvenčními proudy, tedy HDTV. Je to jedna z nejběžnějších a velmi produktivních metod při velkosériové výrobě různých konstrukčních prvků.

Takové tepelné zpracování se aplikuje jak na celé díly, tak na jednotlivé sekce. V tomto případě je cílem dosáhnout určité úrovně pevnosti, a tím zvýšit životnost a výkon.

Technologie slouží ke zpevňování komponentů technologických zařízení a dopravy a také k kalení různých nástrojů.

Podstata technologie

Zpevnění HDTV je zlepšení pevnostní charakteristikyčásti kvůli schopnosti elektrického proudu (s proměnnou amplitudou) proniknout povrchem součásti a vystavit ji zahřívání. Hloubka průniku v důsledku magnetického pole může být různá. Současně s povrchovým ohřevem a kalením se jádro sestavy nemusí zahřívat vůbec nebo může jen mírně zvýšit svou teplotu. Povrchová vrstva obrobku tvoří požadovanou tloušťku, dostatečnou pro průchod elektrického proudu. Tato vrstva představuje hloubku průniku elektrického proudu.

Experimenty to prokázaly Zvýšení frekvence proudu pomáhá snížit hloubku průniku. Tato skutečnost otevírá možnosti pro regulaci a výrobu dílů s minimální vytvrzenou vrstvou.

Tepelné zpracování HDTV se provádí ve speciálních instalacích - generátory, násobiče, frekvenční měniče, které umožňují nastavení v požadovaném rozsahu. Konečné vytvrzení je kromě frekvenčních charakteristik ovlivněno rozměry a tvarem součásti, materiálem výroby a použitým induktorem.

Byl také odhalen následující vzorec - čím menší je výrobek a čím jednodušší je jeho tvar, tím lepší je proces vytvrzování. Zároveň se také snižuje celková spotřeba elektroinstalace.

Induktor je měděný. Na vnitřním povrchu jsou často další otvory určené k přívodu vody během chlazení. V tomto případě je proces doprovázen primárním ohřevem a následným chlazením bez přívodu proudu. Konfigurace induktoru jsou různé. Zvolené zařízení přímo závisí na zpracovávaném obrobku. Některá zařízení nemají otvory. V takové situaci se díl ochladí ve speciální kalicí nádrži.

Hlavním požadavkem pro proces vysokofrekvenčního kalení je udržení konstantní mezery mezi induktorem a výrobkem. Při dodržení daného intervalu se kvalita otužování stává nejvyšší.

Kalení lze provést jedním z následujících způsobů::

Spojitě-sekvenční: součást je stacionární a induktor se pohybuje podél své osy.
Simultánně: výrobek se pohybuje a induktor se pohybuje naopak.
Sekvenční: různé části jsou zpracovávány jedna po druhé.

Vlastnosti indukční instalace

Zařízení pro vysokofrekvenční kalení je vysokofrekvenční generátor spolu s induktorem. Obrobek je umístěn jak v samotném induktoru, tak vedle něj. Skládá se z cívky, na které je navinuta měděná trubička.

Střídavý elektrický proud procházející induktorem vytváří elektromagnetické pole, které proniká do obrobku. Vyvolává vývoj vířivých proudů (Foucaultovy proudy), které přecházejí do struktury součásti a zvyšují její teplotu.

Hlavní rys technologie– pronikání vířivých proudů do povrchové struktury kovu.

Zvýšení frekvence otevírá možnost koncentrace tepla na malé ploše součásti. To zvyšuje rychlost nárůstu teploty a může dosáhnout až 100 – 200 stupňů/s. Stupeň tvrdosti se zvýší na 4 jednotky, což je vyloučeno při objemovém kalení.

Indukční ohřev - charakteristika

Stupeň indukčního ohřevu závisí na třech parametrech – měrný výkon, doba ohřevu, frekvence elektrického proudu. Výkon určuje čas strávený ohřevem součásti. V souladu s tím, s větší hodnotou, je vynaloženo méně času.

Doba ohřevu je charakterizována celkovým objemem vynaloženého tepla a vyvinutou teplotou. Frekvence, jak již bylo zmíněno výše, určuje hloubku průniku proudů a vytvořenou vytvrzenou vrstvu. Tyto vlastnosti mají inverzní vztah. S rostoucí frekvencí se objemová hmotnost zahřátého kovu zmenšuje.

Právě tyto 3 parametry umožňují v širokém rozsahu nastavit stupeň tvrdosti a hloubku vrstvy i objem ohřevu.

Praxe ukazuje, že vlastnosti jsou řízeny generátorová souprava(hodnoty napětí, výkonu a proudu), stejně jako doba ohřevu. Stupeň ohřevu součásti lze ovládat pomocí pyrometru. Obecně však není nutné nepřetržité sledování teploty, protože Existují optimální režimy vytápění HDTV, které zajišťují stabilní kvalitu. Vhodný režim je zvolen s ohledem na změněné elektrické charakteristiky.

Po vytvrzení je výrobek odeslán do laboratoře k testování. Studuje se tvrdost, struktura, hloubka a rovina distribuované vytvrzovací vrstvy.

Povrchové kalení HDTV doprovázené vysokým teplem ve srovnání s konvenčním procesem. Toto je vysvětleno následujícím způsobem. Především vysoká rychlost nárůstu teploty přispívá ke zvýšení kritických bodů. Za druhé je nutné zajistit v krátké době dokončení přeměny perlitu na austenit.

Vysokofrekvenční kalení je ve srovnání s konvenčním procesem doprovázeno vyšším ohřevem. Kov se však nepřehřívá. To je vysvětleno skutečností, že zrnité prvky v ocelové konstrukci nemají čas vyrůst v minimálním čase. Objemové kalení má navíc nižší pevnost až o 2-3 jednotky. Po vysokofrekvenčním kalení má díl větší odolnost proti opotřebení a tvrdost.

Jak se volí teplota?

Soulad s technologií musí být doprovázen správná volba teplotní rozsah. V zásadě bude vše záviset na zpracovávaném kovu.

Ocel je rozdělena do několika typů:

Hypoeutektoidní – obsah uhlíku do 0,8 %;
Hypereutektoidní – více než 0,8 %.

Hypoeutektoidní ocel je zahřátá těsně nad teplotu potřebnou k přeměně perlitu a feritu na austenit. Rozsah od 800 do 850 stupňů. Po tomto, část s vysoká rychlost se ochladí. Po rychlém ochlazení se austenit přemění na martenzit, který má vysokou tvrdost a pevnost. Krátkou dobou výdrže se získá austenit s jemnozrnnou strukturou a také jemnojehličkový martenzit. Ocel získává vysokou tvrdost a nízkou křehkost.

Hypereutektoidní ocel se méně zahřívá. Rozsah od 750 do 800 stupňů. V tomto případě se provádí neúplné vytvrzení. To se vysvětluje tím, že taková teplota umožňuje udržet ve struktuře určitý objem cementitu, který má vyšší tvrdost ve srovnání s martenzitem. Při rychlém ochlazení se austenit přemění na martenzit. Cementit je konzervován drobnými inkluzemi. Zóna také zadržuje uhlík, který se zcela nerozpustil a změnil se na pevný karbid.

Výhody technologie

Režimy ovládání;
Nahrazení legované oceli uhlíkovou ocelí;
Jednotný proces ohřevu produktu;
Schopnost nezahřívat úplně celou část. Snížená spotřeba energie;
Vysoká výsledná pevnost zpracovávaného obrobku;
Nedochází k žádnému oxidačnímu procesu, nespaluje se uhlík;
Žádné mikrotrhliny;
Nejsou zde žádné pokřivené body;
Zahřívání a kalení určitých oblastí výrobků;
Snížení času stráveného na postupu;
Zavádění vysokofrekvenčních instalací do výrobních linek při výrobě dílů.

Nedostatky

Hlavní nevýhodou uvažované technologie je značná cena instalace. Z tohoto důvodu je proveditelnost použití opodstatněná pouze ve velkovýrobě a vylučuje možnost provádět práci sami doma.

Prostudujte si fungování a princip fungování instalace podrobněji v prezentovaných videích.

V instalaci se díky induktoru generuje vysokofrekvenční proud a umožňuje ohřát výrobek umístěný v těsné blízkosti induktoru. Indukční instalace je ideální pro kalení kovových výrobků. Právě v HDTV instalaci můžete jasně naprogramovat: požadovanou hloubku prostupu tepla, dobu vytvrzení, teplotu ohřevu a proces chlazení.

Poprvé bylo pro kalení použito indukční zařízení na základě návrhu obdrženého od V.P. Volodin v roce 1923. Po mnoha zkouškách a testování vysokofrekvenčního ohřevu se v roce 1935 začal používat pro kalení oceli. Vysokofrekvenční kalící zařízení jsou zdaleka nejproduktivnější metodou tepelného zpracování kovových výrobků.

Proč je na otužování lepší indukce

Vysokofrekvenční kalení kovových částí se provádí pro zvýšení odolnosti horní vrstvy výrobku proti mechanickému poškození, zatímco střed obrobku má zvýšenou viskozitu. Je důležité si uvědomit, že jádro produktu zůstává během vysokofrekvenčního kalení zcela nezměněno.
Indukční instalace má mnoho velmi důležitých výhod ve srovnání s alternativní typy vytápění: pokud byly dříve instalace HDTV objemnější a nepohodlné, nyní byla tato nevýhoda opravena a zařízení se stalo univerzálním pro tepelné zpracování kovových výrobků.

Výhody indukčního zařízení

Jednou z nevýhod indukční kalící jednotky je nemožnost zpracovat některé tvarově složité výrobky.

Druhy kalení kovů

Existuje několik typů kalení kovů. U některých výrobků stačí kov zahřát a hned zchladit, u jiných je potřeba jej udržet na určité teplotě.
Existovat následující typy kalení:

Stacionární kalení: používá se zpravidla pro díly s malým plochým povrchem. Poloha součásti a induktoru při použití této metody kalení zůstává nezměněna.
Kontinuálně-sekvenční kalení: používá se pro kalení válcových nebo plochých výrobků. Během kontinuálně sekvenčního kalení se součástka může pohybovat pod induktorem nebo udržovat svou polohu nezměněnou.
Tangenciální kalení výrobků: vynikající pro zpracování malých dílů, které mají válcový tvar. Tangenciální kontinuálně-sekvenční kalení otočí výrobek jednou za celý proces tepelného zpracování.
Vysokofrekvenční kalící zařízení je zařízení, které dokáže produkovat vysoce kvalitní kalení výrobku a zároveň šetřit výrobní zdroje.

Mnoho kritických dílů podléhá otěru a je současně vystaveno rázovému zatížení. Takové díly musí mít vysokou povrchovou tvrdost, dobrou odolnost proti opotřebení a zároveň nesmí být křehké, tj. nesmí se ničit nárazy.

Vysoké povrchové tvrdosti dílů při zachování houževnatého a pevného jádra je dosaženo povrchovým kalením.

Z moderní metody Povrchové kalení se nejvíce používá ve strojírenství: kalení při zahřátí vysokofrekvenční proudy (HFC); kalení plamenem a kalení elektrolytem.

Volba jedné nebo druhé metody povrchového kalení je dána technologickou a ekonomickou proveditelností.

Kalení ohřevem vysokofrekvenčními proudy. Tato metoda je jednou z nejproduktivnějších metod povrchového kalení kovů. Objev této metody a vývoj jejích technologických základů patří talentovanému ruskému vědci V. P. Vologdinovi.

Vysokofrekvenční ohřev je založen na následujícím jevu. Při průchodu střídavého elektrického proudu o vysoké frekvenci měděným induktorem se kolem něj vytvoří magnetické pole, které pronikne ocelovou částí umístěnou v induktoru a indukuje v něm Foucaultovy vířivé proudy. Tyto proudy způsobují zahřívání kovu.

Funkce topení HDTV spočívá v tom, že vířivé proudy indukované v oceli nejsou rozloženy rovnoměrně po průřezu součásti, ale jsou tlačeny směrem k povrchu. Nerovnoměrné rozložení vířivých proudů vede k nerovnoměrnému ohřevu: povrchové vrstvy se velmi rychle zahřejí na vysoké teploty a jádro se buď nezahřívá vůbec, nebo se mírně zahřívá kvůli tepelné vodivosti oceli. Tloušťka vrstvy, kterou prochází proud, se nazývá hloubka průniku a označuje se písmenem δ.

Tloušťka vrstvy závisí především na frekvenci střídavého proudu, odporu kovu a magnetické permeabilitě. Tato závislost je určena vzorcem

δ = 5,03-10 4 odmocnina z (ρ/μν) mm,

kde ρ je elektrický odpor, ohm mm2/m;

μ, - magnetická permeabilita, gs/e;

proti - frekvence, Hz.

Ze vzorce je vidět, že s rostoucí frekvencí klesá hloubka průniku indukčních proudů. Vysokofrekvenční proud pro indukční ohřev dílů se získává z generátorů.

Při volbě proudové frekvence je nutné kromě ohřívané vrstvy zohlednit tvar a rozměry dílce, aby bylo dosaženo kvalitního povrchového kalení a ekonomické využití elektrické energie vysokofrekvenčních instalací.

Měděné induktory mají velký význam pro kvalitní ohřev dílů.

Nejběžnější induktory mají na vnitřní straně systém malých otvorů, kterými je přiváděna chladicí voda. Takový induktor je jak topné, tak chladicí zařízení. Jakmile se díl umístěný v induktoru zahřeje na nastavenou teplotu, automaticky se vypne proud a z otvorů induktoru bude vytékat voda a ochlazovat povrch dílu rozprašovačem (vodní sprchou).

Díly lze také ohřívat v induktorech, které nemají sprchovací zařízení. V takových induktorech se části po zahřátí vysypou do zhášecí nádrže.

Vysokofrekvenční kalení se převážně provádí pomocí simultánních a kontinuálně sekvenčních metod. Při simultánní metodě se kalený díl otáčí uvnitř stacionárního induktoru, jehož šířka se rovná kalené ploše. Po uplynutí stanovené doby ohřevu časové relé vypne proud z generátoru a další relé, propojené s prvním, zapne přívod vody, která vytryskne z otvorů induktoru malými, ale silnými tryskami a ochladí součást. .

U kontinuálně-sekvenční metody je součást stacionární a induktor se po ní pohybuje. V tomto případě dochází k postupnému zahřívání kalené části dílu, po kterém sekce spadne pod proud vody ze sprchovacího zařízení umístěného v určité vzdálenosti od induktoru.

Ploché díly jsou kaleny ve smyčkových a klikatých tlumivkách a ozubená kola s malým modulem jsou tvrzena v prstencových tlumivkách současně. Makrostruktura kalené vrstvy jemnomodulového automobilového převodu z oceli třídy PPZ-55 (ocel se sníženou prokalitelností). Mikrostruktura vytvrzené vrstvy je jemně jehličkovitý martenzit.

Tvrdost povrchové vrstvy dílů vytvrzených vysokofrekvenčním ohřevem je 3-4 jednotky H.R.C. vyšší než tvrdost při běžném objemovém kalení.

Pro zvýšení pevnosti jádra jsou součásti před kalením vysokofrekvenčním teplem podrobeny vylepšení nebo normalizaci.

Použití vysokofrekvenčního ohřevu pro povrchové kalení strojních součástí a nástrojů umožňuje výrazně zkrátit dobu trvání technologický postup tepelné zpracování. Kromě toho tato metoda umožňuje vyrábět mechanizované a automatizované jednotky pro kalení dílů, které jsou instalovány v běžném provozu obroben. Díky tomu odpadá přeprava dílů do speciálních tepelných dílen a je zajištěn bezproblémový provoz. výrobní linky a montážní linky.

Plamenové zpevnění povrchu. Tato metoda spočívá v zahřívání povrchu ocelových dílů acetylen-kyslíkovým plamenem na teplotu o 50-60°C vyšší než je horní kritický bod A C 3 , následuje rychlé ochlazení vodní sprchou.

Podstatou procesu kalení plamenem je, že teplo dodávané plynovým plamenem z hořáku do kaleného dílu se koncentruje na jeho povrchu a výrazně převyšuje množství tepla distribuovaného hluboko do kovu. Vlivem takového teplotního pole se povrch součásti nejprve rychle zahřeje na kalicí teplotu, poté se ochladí a jádro součásti prakticky zůstane nevytvrzené a po ochlazení nemění svou strukturu a tvrdost.

Kalení plamenem se používá ke zpevnění a zvýšení odolnosti proti opotřebení tak velkých a těžkých ocelových dílů, jako jsou klikové hřídele mechanických lisů, velkomodulová ozubená kola, zuby lopatek rypadel apod. Kromě ocelových dílů jsou vyráběny díly z šedé a perlitické litiny. vytvrzené plamenem, například vedení pro lože obráběcích strojů.

Kalení plamenem se dělí na čtyři typy:

a) sekvenční, kdy se kalicí hořák s chladicí kapalinou pohybuje po povrchu zpracovávané stacionární části;

b) kalení s rotací, při kterém hořák s chladivem zůstává nehybný a kalený díl se otáčí;

c) sekvenční s otáčením součásti, kdy se součást otáčí nepřetržitě a podél ní se pohybuje zhášecí hořák s chladicí kapalinou;

d) lokální, ve kterém je stacionární část ohřívána na danou kalicí teplotu stacionárním hořákem, načež je ochlazována proudem vody.

Metoda plamenného kalení válce, který se otáčí určitou rychlostí a hořák zůstává v klidu. Teplota ohřevu je řízena pomocí miliskopu.

V závislosti na účelu součásti se hloubka vytvrzené vrstvy obvykle považuje za 2,5-4,5 mm.

Hlavní faktory ovlivňující hloubku kalení a strukturu kalené oceli jsou: rychlost pohybu kalícího hořáku vzhledem k kalené součásti nebo součásti vzhledem k hořáku; rychlost uvolňování plynu a teplota plamene.

Volba kalících strojů závisí na tvaru dílů, způsobu kalení a stanoveném počtu dílů. Pokud potřebujete kalit díly různých tvarů a velikostí a v malém množství, pak je vhodnější použít univerzální kalicí stroje. Továrny obvykle používají speciální instalace a soustruhy.

Pro kalení se používají dva typy hořáků: modulární s modulem od M10 do MZ0 a víceplamenový s vyměnitelnými hroty o šířce plamene od 25 do 85 mm. Konstrukčně jsou hořáky řešeny tak, že otvory pro plynový plamen a chladicí vodu jsou umístěny v jedné řadě, paralelně. Voda je do hořáků přiváděna z vodovodní sítě a slouží současně k vytvrzování dílů a chlazení náustku.

Acetylen a kyslík se používají jako hořlavé plyny.

Po vytvrzení plamenem je mikrostruktura v různých zónách součásti odlišná. Vytvrzená vrstva získává vysokou tvrdost a zůstává čistá, bez stop oxidace nebo oduhličení.

Přechod struktury z povrchu dílu na jádro probíhá plynule, což má velký význam pro zvýšení provozní trvanlivosti dílů a zcela eliminuje škodlivé jevy - praskání a odlupování ztvrdlých kovových vrstev.

Tvrdost se liší podle struktury vytvrzené vrstvy. Na povrchu dílu je to 56-57 H.R.C., a poté klesá na tvrdost, kterou měla součást před povrchovým kalením. Pro zajištění vysoké kvality kalení, dosažení rovnoměrné tvrdosti a zvýšené pevnosti jádra jsou lité a kované díly před kalením plamenem žíhány nebo normalizovány v souladu s běžnými podmínkami.

Povrchníkalcinace v elektrolytu. Podstatou tohoto jevu je, že pokud elektrolytem prochází stejnosměrný elektrický proud, pak se na katodě vytvoří tenká vrstva skládající se z drobných bublinek vodíku. Vlivem špatné elektrické vodivosti vodíku se velmi zvýší odpor proti průchodu elektrického proudu a katoda (část) se zahřeje na vysokou teplotu, načež se vytvrdí. Jako elektrolyt se obvykle používá vodný 5-10% roztok uhličitanu sodného.

Proces kalení je jednoduchý a skládá se z následujících. Část, která se má kalit, je ponořena do elektrolytu a připojena k zápornému pólu stejnosměrného generátoru s napětím 200-220 PROTI a hustota 3-4 a/cm2 v důsledku toho se stává katodou. V závislosti na tom, která část součásti je podrobena povrchovému kalení, je součást ponořena do určité hloubky. Část se zahřeje během několika sekund a proud se vypne. Chladicí médium je stejný elektrolyt. Elektrolytová lázeň tedy slouží jako ohřívací pec i jako kalicí nádrž.

Vysokofrekvenční proudy jsou schopny se ideálně vyrovnat s řadou procesů tepelného zpracování kovů. Instalace HDTV je ideální pro kalení. K dnešnímu dni neexistuje zařízení, které by mohlo za stejných podmínek konkurovat indukčnímu ohřevu. Výrobci začali věnovat více a více pozornosti indukčnímu zařízení, nakupovali je pro zpracování produktů a tavení kovu.

Co je dobré na instalaci HDTV pro kalení?

Instalace HDTV je unikátní zařízení, které dokáže v krátkém čase vysoká kvalita zpracovávat kov. Pro provedení každé funkce byste měli vybrat konkrétní instalaci, například pro kalení je nejlepší zakoupit hotový HDTV kalící komplex, ve kterém je již vše navrženo pro pohodlné kalení.
Instalace HDTV má širokou škálu výhod, ale nebudeme je zvažovat všechny, ale zaměříme se na ty, které jsou speciálně vhodné pro zpevnění HDTV.

Jednotka HDTV se během krátké doby zahřeje a začne rychle zpracovávat kov. Při použití indukčního ohřevu není třeba trávit další čas meziohřevem, protože zařízení okamžitě začne zpracovávat kov.
Indukční ohřev nevyžaduje další technické prostředky například při použití zhášecího oleje. Výrobek je vysoce kvalitní a počet výrobních vad je výrazně snížen.
Instalace HDTV je pro podnikové pracovníky zcela bezpečná a snadno se ovládá. Pro provoz a programování zařízení není třeba najímat vysoce kvalifikovaný personál.
Vysokofrekvenční proudy umožňují provádět hlubší kalení, protože teplo pod vlivem elektromagnetického pole může proniknout do dané hloubky.

Instalace HDTV má obrovský seznam výhod, jejichž seznam může trvat dlouho. Pomocí HDTV ohřevu pro kalení výrazně snížíte náklady na energii a také máte možnost zvýšit úroveň podnikové produktivity.

Instalace HDTV - princip fungování pro kalení

Instalace HDTV funguje na principu indukčního ohřevu. Tento princip byl založen na zákonech Joule-Lenz a Faraday-Maxwell o přeměně elektrické energie.
Generátor dodává elektrickou energii, která prochází induktorem a přeměňuje se na silné elektromagnetické pole. Vířivé proudy výsledného pole začnou působit a pronikající kovem se přeměňují na tepelnou energii a začínají zpracovávat produkt.