Kalení kovů vysokofrekvenčními proudy. HDTV zařízení pro kalení oceli

PKF "Tsvet" se specializuje na poskytování kovoobráběcích služeb, v této oblasti máme bohaté zkušenosti. Poskytujeme různé služby ve zmíněném spektru a HDTV kalení je jednou z nich. Tato služba je v Ruské federaci velmi žádaná. Společnost má veškeré potřebné vybavení k vyřešení uvažovaného problému. Spolupráce s námi bude zisková, pohodlná a pohodlná.

Hlavní charakteristiky

Kalení vysokofrekvenční oceli umožňuje dodat materiálu dostatečnou úroveň pevnosti. Tento postup je považován za nejběžnější. Tomuto zpracování se podrobuje nejen samotný díl, ale také jednotlivé díly obrobku, které musí mít určité pevnostní ukazatele. Použitím zmíněného postupu se výrazně prodlužuje životnost různých dílů.

Vysokofrekvenční kalení kovů je založeno na použití elektrického proudu procházejícího po povrchu součásti, který je umístěn v induktoru. V důsledku zpracování se díl zahřeje do určité hloubky, zbytek výrobku se nezahřeje. Tato metoda má mnoho výhod, protože použití této technologie umožňuje řídit režim upnutí kalení a nahradit legovanou ocel uhlíkovou ocelí.

Zpracované obrobky získávají vysoké pevnostní charakteristiky, během práce nevznikají žádné trhliny při vytvrzení. Ošetřovaný povrch není oxidován ani dekarbonizován. Kalení vysokofrekvenčními proudy se provádí v krátké době, protože není potřeba zahřívat celý obrobek. Společnost používá k provádění daného typu zpracování vysoce kvalitní zařízení. Provádíme HDTV kalení na vysoké profesionální úrovni.

Naše výhody

Služba HDTV kalení je jednou z hlavních specializací společnosti PKF Tsvet, na které ji poskytujeme příznivé podmínky. Veškeré práce jsou prováděny na moderních zařízeních s využitím nejmodernějších technologií. To vše dělá spolupráci s námi pohodlnou a pohodlnou.

Pro objednání nám zavolejte na tel. Zaměstnanci společnosti vaši žádost rychle zaregistrují a zodpoví všechny vaše dotazy. Společnost poskytuje doručovací služby hotové výrobky. Přeprava výrobků se provádí po celé Ruské federaci.

Po dohodě je možné tepelné zpracování a kalení kovových a ocelových dílů o rozměrech větších než jsou v této tabulce.

Tepelné zpracování (tepelné zpracování oceli) kovů a slitin v Moskvě je službou, kterou náš závod poskytuje svým zákazníkům. Máme všechny potřebné vybavení, na kterém pracují kvalifikovaní specialisté. Všechny zakázky vyřizujeme kvalitně a včas. Přijímáme a realizujeme také objednávky na tepelné zpracování ocelí a vysokofrekvenčních materiálů, které k nám přicházejí z jiných regionů Ruska.

Hlavní druhy tepelného zpracování oceli

Žíhání prvního druhu:

První typ difúzního žíhání (homogenizace) - Rychlý ohřev na t 1423 K, dlouhá expozice a následné pomalé chlazení. Chemická heterogenita materiálu u velkých tvarových odlitků z legované oceli je vyrovnána

První typ rekrystalizačního žíhání - Zahřátí na teplotu 873-973 K, dlouhá expozice a následné pomalé chlazení. Po deformaci za studena dochází ke snížení tvrdosti a zvýšení tažnosti (zpracování je mezioperační)

Žíhání prvního druhu snižující pnutí - Zahřívání na teplotu 473-673 K a následné pomalé ochlazování. K odstranění zbytkových pnutí dochází po odlévání, svařování, plastické deformaci nebo obrábění.

Žíhání druhého druhu:

Kompletní žíhání druhého typu - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, udržení a následné ochlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u podeutektoidních a eutektoidních ocelí před kalením (viz poznámka k tabulce)

Žíhání druhého typu je neúplné - ohřev na teplotu mezi body Ac1 a Ac3, udržení a následné ochlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u hypereutektoidní oceli před kalením

Izotermické žíhání typu II - Zahřívání na teplotu 30-50 K nad bodem Ac3 (pro podeutektoidní ocel) nebo nad bodem Ac1 (pro nadeutektoidní ocel), udržování a následné stupňovité chlazení. Dochází ke zrychlenému zpracování malých válcovaných výrobků nebo výkovků z legovaných a vysoce uhlíkových ocelí za účelem snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti a uvolnění vnitřního pnutí

Sferoidizační žíhání typu II - Zahřátí na teplotu nad bodem Ac1 o 10-25 K, udržení a následné postupné chlazení. Dochází ke snížení tvrdosti, zlepšení obrobitelnosti, odstranění vnitřních pnutí u nástrojové oceli před kalením, zvýšení tažnosti nízkolegovaných a středně uhlíkových ocelí před deformací za studena

Žíhání druhého typu, lehké - Ohřev v řízeném prostředí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, udržení a následné chlazení v řízeném prostředí. Chrání povrch oceli před oxidací a oduhličením

Žíhání druhého typu Normalizace (normalizační žíhání) - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, udržení a následné ochlazení na klidném vzduchu. U dílů z konstrukční oceli se koriguje struktura zahřáté oceli, uvolňuje se vnitřní pnutí a zlepšuje se jejich obrobitelnost a zvyšuje se hloubka prokalitelnosti nástrojů. ocel před kalením

Kalení:

Průběžné úplné vytvrzení - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, udržení a následné prudké ochlazení. Získání (v kombinaci s popouštěním) vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení dílů z podeutektoidních a eutektoidních ocelí

Neúplné vytvrzení - Zahřátí na teplotu mezi body Ac1 a Ac3, udržení a následné prudké ochlazení. Získání (v kombinaci s popouštěním) vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení dílů vyrobených z hypereutektoidní oceli

Přerušované kalení - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K (u podeutektoidních a eutektoidních ocelí) nebo mezi body Ac1 a Ac3 (u hypereutektoidní oceli), udržení a následné ochlazení ve vodě a následně v oleji. Dochází ke snížení zbytkových napětí a deformací u dílů vyrobených z vysokouhlíkové nástrojové oceli

Izotermické kalení - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, udržení a následné ochlazení v roztavených solích a následně na vzduchu. Dosažení minimální deformace (deformace), zvýšení tažnosti, meze únosnosti a odolnosti v ohybu dílů vyrobených z legované nástrojové oceli

Krokové kalení - Stejné (od izotermického kalení se liší kratší dobou setrvání součásti v chladícím médiu). U malých nástrojů vyrobených z uhlíkové nástrojové oceli, stejně jako u větších nástrojů vyrobených z legovaných nástrojů a rychlořezné oceli dochází ke snížení napětí, deformacím a prevenci vzniku trhlin

Povrchové kalení - Zahřátí povrchové vrstvy výrobku elektrickým proudem nebo plynovým plamenem na vytvrzovací teplotu s následným rychlým ochlazením zahřáté vrstvy. Dochází ke zvýšení povrchové tvrdosti do určité hloubky, odolnosti proti opotřebení a zvýšené odolnosti strojních součástí a nástrojů

Kalení samotemperováním - Zahřátí na teplotu nad bod Ac3 o 30-50 K, výdrž a následné neúplné ochlazení. Teplo zadržené uvnitř dílu zajišťuje popouštění kalené vnější vrstvy Lokální kalení rázového nástroje jednoduché konfigurace z uhlíkové nástrojové oceli i při indukčním ohřevu

Kalení úpravou za studena - Hluboké ochlazení po kalení na teplotu 253-193 K. Dochází ke zvýšení tvrdosti a stabilním rozměrům dílů z vysoce legované oceli

Kalení s chlazením - Před ponořením do chladícího média se ohřáté díly nějakou dobu ochladí na vzduchu nebo se udržují v termostatu se sníženou teplotou. Dochází ke snížení cyklu tepelného zpracování oceli (obvykle se používá po nauhličování).

Lehké kalení - Zahřátí v řízeném prostředí na teplotu nad bod Ac3 o 20-30 K, udržení a následné ochlazení v řízeném prostředí. Ochrana proti oxidaci a oduhličení složitých částí forem, zápustek a přípravků, které nepodléhají broušení

Nízké temperování - Zahřívání v rozmezí teplot 423-523 K a následné zrychlené chlazení. Odlehčí se vnitřní pnutí a sníží se křehkost řezných a měřicích nástrojů povrchové zpevnění; pro cementované díly po kalení

Střední temperování - Zahřívání v rozmezí t = 623-773 K a následné pomalé nebo zrychlené ochlazování. Dochází ke zvýšení meze pružnosti pružin, pružin a dalších pružných prvků

Vysoké temperování - Zahřívání v rozmezí teplot 773-953 K a následné pomalé nebo rychlé ochlazování. Vyskytuje se: Zajištění vysoké tažnosti konstrukčních ocelových dílů, obvykle s tepelným vylepšením

Tepelné zlepšení - Kalení a následné vysoké popouštění. Dochází k úplnému odstranění zbytkového napětí. Zajištění kombinace vysoké pevnosti a tažnosti při konečném tepelném zpracování konstrukčních ocelových dílů pracujících při rázovém a vibračním zatížení

Termomechanické zpracování - Zahřívání, rychlé ochlazení na 673-773 K, opakovaná plastická deformace, kalení a popouštění. Poskytování válcovaných výrobků a dílů jednoduchých tvarů, které nepodléhají svařování, zvýšená pevnost ve srovnání s pevností získanou konvenčním tepelným zpracováním

Stárnutí – Zahřívání a dlouhodobé působení při zvýšených teplotách. Rozměry dílů a nástrojů jsou stabilizované

Cementace - Nasycení povrchové vrstvy měkké oceli uhlíkem (nauhličování). Doprovázeno následným kalením s nízkým popouštěním. Hloubka cementované vrstvy je 0,5-2 mm. Dojde k tomu, že produkt získá vysokou povrchovou tvrdost při zachování viskózního jádra. Uhlíkové nebo legované oceli s obsahem uhlíku podléhají nauhličování: u malých a středních výrobků 0,08-0,15 %, u větších 0,15-0,5 %. Ozubená kola, pístní čepy atd. jsou podrobeny cementaci.

Kyanidace - Termochemické zpracování ocelových výrobků v roztoku kyanidových solí při teplotě 820 °C. Povrchová vrstva oceli je nasycena uhlíkem a dusíkem (vrstva 0,15-0,3 mm je podrobena kyanizaci). z nichž spolu s tvrdým povrchem mají výrobky viskózní jádro. Takové výrobky se vyznačují vysokou odolností proti opotřebení a odolností proti nárazovému zatížení.

Nitridace (nitridace) - Nasycení povrchové vrstvy ocelových výrobků dusíkem do hloubky 0,2-0,3 mm. Dochází k propůjčení vysoké povrchové tvrdosti, zvýšené odolnosti proti otěru a korozi. Kalibry, ozubená kola, čepy hřídelů atd. jsou podrobeny nitridaci.

Úprava za studena - Chlazení po vytvrzení na teplotu pod nulou. U kalených ocelí dochází ke změně vnitřní struktury. Používá se pro nástrojové oceli, cementované výrobky a některé vysoce legované oceli.

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KOVŮ (HEAT TREATMENT), specifický časový cyklus ohřevu a chlazení, kterému jsou kovy vystaveny, aby se změnily jejich fyzikální vlastnosti. Tepelné zpracování v obvyklém smyslu tohoto termínu se provádí při teplotách pod bodem tání. Procesy tavení a odlévání, které mají významný vliv na vlastnosti kovu, nejsou v tomto konceptu zahrnuty. Změny fyzikálních vlastností způsobené tepelným zpracováním jsou způsobeny změnami vnitřní struktury a chemických vztahů vyskytujících se v pevném materiálu. Cykly tepelného zpracování jsou různé kombinace zahřívání, udržování na určité teplotě a rychlého nebo pomalého chlazení, aby vyhovovaly strukturálním a chemickým změnám, které mají být vyvolány.

Struktura zrn kovů. Jakýkoli kov se obvykle skládá z mnoha krystalů, které jsou ve vzájemném kontaktu (nazývané zrna), obvykle mají mikroskopické rozměry, ale někdy jsou viditelné pouhým okem. Uvnitř každého zrna jsou atomy uspořádány tak, že tvoří pravidelnou trojrozměrnou geometrickou mřížku. Typ mřížky, nazývaný krystalová struktura, je charakteristickým znakem materiálu a může být určen technikami rentgenové difrakce. Správné uspořádání atomů je zachováno v celém zrnu, s výjimkou malých poruch, jako jsou jednotlivá místa mřížky, která se náhodně uvolní. Všechna zrna mají stejnou krystalickou strukturu, ale zpravidla jsou jinak orientována v prostoru. Proto jsou atomy na hranici dvou zrn vždy méně uspořádané než uvnitř nich. To vysvětluje zejména skutečnost, že hranice zrn se snadněji leptají chemickými činidly. Leštěný plochý kovový povrch ošetřený vhodným leptadlem obvykle odhalí jasný vzor na hranicích zrn. Fyzikální vlastnosti materiálu jsou určeny vlastnostmi jednotlivých zrn, jejich vzájemným vlivem a vlastnostmi hranic zrn. Vlastnosti kovového materiálu výrazně závisí na velikosti, tvaru a orientaci zrn a účelem tepelného zpracování je tyto faktory kontrolovat.

Atomové procesy při tepelném zpracování. Jak se teplota pevného krystalického materiálu zvyšuje, je pro jeho atomy stále snazší pohybovat se z jednoho místa krystalové mřížky na druhé. Právě na této difúzi atomů je založeno tepelné zpracování. Nejúčinnější mechanismus pohybu atomů v krystalové mřížce si lze představit jako pohyb prázdných míst mřížky, která jsou vždy přítomna v jakémkoli krystalu. Při zvýšených teplotách se vlivem zvýšení rychlosti difúze urychluje proces přechodu z nerovnovážné struktury látky do rovnovážné. Teplota, při které se rychlost difúze znatelně zvyšuje, je pro různé kovy různá. Obvykle je vyšší u kovů s vysokým bodem tání. Ve wolframu s jeho teplotou tání 3387 C nedochází k rekrystalizaci ani při červeném žáru, zatímco tepelné zpracování hliníkových slitin, tavicích při nízkých teplotách, lze v některých případech provádět při pokojové teplotě.

V mnoha případech tepelné zpracování zahrnuje velmi rychlé ochlazení, tzv. kalení, jehož účelem je zachovat strukturu vytvořenou při zvýšených teplotách. I když přísně vzato nelze takovou strukturu považovat za termodynamicky stabilní při pokojové teplotě, v praxi je díky nízké rychlosti difúze poměrně stabilní. Mnoho užitečných slitin má podobnou „metastabilní“ strukturu.

Změny způsobené tepelným zpracováním mohou být dvou hlavních typů. Za prvé, jak u čistých kovů, tak u slitin jsou možné změny, které ovlivňují pouze fyzikální strukturu. Může se jednat o změny napjatého stavu materiálu, změny velikosti, tvaru, krystalové struktury a orientace jeho krystalových zrn. Za druhé, chemická struktura kovu se také může změnit. To může být vyjádřeno vyhlazením kompozičních nehomogenit a tvorbou precipitátů jiné fáze, v interakci s okolní atmosférou vytvořenou za účelem čištění kovu nebo propůjčení specifikovaných povrchových vlastností. Změny obou typů mohou nastat současně.

Uvolnění stresu. Deformace za studena zvyšuje tvrdost a křehkost většiny kovů. Někdy je takové "zpevnění kmenem" žádoucí. Neželezné kovy a jejich slitiny dostávají obvykle ten či onen stupeň tvrdosti válcováním za studena. Nízkouhlíkové oceli jsou také často kaleny deformací za studena. Vysokouhlíkové oceli, přivedené válcováním za studena nebo tažením za studena na zvýšenou pevnost potřebnou například pro výrobu pružin, se obvykle podrobí žíhání odlehčujícímu pnutí a zahřejí se na relativně nízkou teplotu, při které materiál zůstává téměř jako tvrdé jako dříve, ale mizí v něm heterogenita rozložení vnitřního napětí. To snižuje tendenci k praskání, zejména v korozivním prostředí. K takovému odlehčení napětí dochází zpravidla v důsledku místního plastického toku v materiálu, který nevede ke změnám v celkové struktuře.

Rekrystalizace. Na různé metody Při tváření kovů je často nutné značně změnit tvar obrobku. Pokud se tvarování musí provádět za studena (což je často diktováno praktickými úvahami), musí být proces rozdělen do několika kroků, mezi nimiž se provádí rekrystalizace. Po první fázi deformace, kdy je materiál zpevněn natolik, že další deformace může vést k destrukci, se obrobek zahřeje na teplotu vyšší než je teplota žíhání, aby se uvolnilo napětí, a udrží se pro rekrystalizaci. Díky rychlé difúzi při této teplotě vzniká atomovým přeskupením zcela nová struktura. Uvnitř struktury zrn deformovaného materiálu začnou růst nová zrna, která ji časem zcela nahradí. Nejprve se tvoří malá nová zrna v místech, kde je stará struktura nejvíce narušena, a to na starých hranicích zrn. Dalším žíháním se atomy deformované struktury přeskupují tak, že se stávají i součástí nových zrn, která rostou a nakonec pohltí celou starou strukturu. Obrobek si zachovává svůj původní tvar, ale je nyní vyroben z měkkého, nenamáhaného materiálu, který lze podrobit novému deformačnímu cyklu. Tento proces lze opakovat několikrát, vyžaduje-li to daný stupeň deformace.

Zpracování za studena je deformace při teplotě příliš nízké pro rekrystalizaci. U většiny kovů tato definice odpovídá pokojové teplotě. Pokud je deformace provedena dostatečně vysoká teplota, aby rekrystalizace stihla následovat deformaci materiálu, pak se takové zpracování nazývá horké. Dokud je teplota dostatečně vysoká, lze ji libovolně deformovat. Horký stav kovu je určen především tím, jak blízko je jeho teplota k bodu tání. Vysoká kujnost olova znamená, že snadno rekrystalizuje, což znamená, že může být opracováno „za tepla“ při pokojové teplotě.

Kontrola textury. Fyzikální vlastnosti obilí, obecně řečeno, nejsou stejné různé směry, protože každé zrno je jeden krystal s vlastní krystalovou strukturou. Vlastnosti kovového vzorku jsou výsledkem zprůměrování všech zrn. V případě náhodné orientace zrn jsou celkové fyzikální vlastnosti ve všech směrech stejné. Pokud jsou některé krystalické roviny nebo atomové řady většiny zrn rovnoběžné, pak se vlastnosti vzorku stanou „anizotropními“, tj. závislými na směru. V tomto případě bude miska, získaná hlubokou extruzí z kulaté desky, mít na horním okraji „jazyky“ nebo „hřebenatky“, protože materiál se v některých směrech deformuje snadněji než v jiných. Při mechanickém tvarování je anizotropie fyzikálních vlastností zpravidla nežádoucí. Ale u listů magnetických materiálů pro transformátory a jiná zařízení je velmi žádoucí, aby směr snadné magnetizace, který je u monokrystalů určen krystalovou strukturou, se ve všech zrnech shodoval s daným směrem magnetického toku. Takže "preferovaná orientace" (textura) může nebo nemusí být žádoucí v závislosti na účelu materiálu. Obecně řečeno, když materiál rekrystalizuje, jeho preferovaná orientace se změní. Povaha této orientace závisí na složení a čistotě materiálu, na druhu a stupni deformace za studena, jakož i na délce a teplotě žíhání.

Kontrola velikosti zrna. Fyzikální vlastnosti vzorku kovu jsou do značné míry určeny průměrnou velikostí zrna. Nejlepší mechanické vlastnosti téměř vždy odpovídá jemnozrnná struktura. Snížení velikosti zrna je často jedním z cílů tepelného zpracování (a tavení a odlévání). Se zvyšující se teplotou se difúze zrychluje, a proto průměrná velikost zrno přibývá. Hranice zrn se posouvají tak, že větší zrna rostou na úkor zrn menších, která nakonec zmizí. Dokončovací procesy zpracování za tepla se proto obvykle provádějí při co nejnižší teplotě, aby se velikost zrn udržela na minimu. Často se specificky používá nízkoteplotní zpracování za tepla, hlavně pro zmenšení velikosti zrna, ačkoli stejného výsledku lze dosáhnout zpracováním za studena s následnou rekrystalizací.

Homogenizace. Výše uvedené procesy se vyskytují jak v čistých kovech, tak ve slitinách. Existuje však řada dalších procesů, které jsou možné pouze u kovových materiálů obsahujících dvě nebo více složek. Například v lité slitině budou téměř jistě nehomogenity chemické složení, který je dán nerovnoměrným procesem tuhnutí. V tuhnoucí slitině složení pevné fáze vytvořené u každého tento moment, není stejný jako v kapalině, která je s ním v rovnováze. V důsledku toho bude složení pevné látky, které se objeví v počátečním okamžiku tuhnutí, jiné než na konci tuhnutí, což vede k prostorové heterogenitě složení v mikroskopickém měřítku. Taková heterogenita je eliminována jednoduchým ohřevem, zejména v kombinaci s mechanickou deformací.

Čištění. Ačkoli čistota kovu je určena především podmínkami tavení a odlévání, čistoty kovu se často dosahuje tepelným zpracováním v pevném stavu. Nečistoty obsažené v kovu reagují na jeho povrchu s atmosférou, ve které se zahřívá; Atmosféra vodíku nebo jiného redukčního činidla tedy může přeměnit významnou část oxidů na čistý kov. Hloubka takového čištění závisí na schopnosti nečistot difundovat z objemu na povrch a je tedy dána délkou a teplotou tepelného zpracování.

Izolace sekundárních fází. Většina režimů tepelného zpracování slitin je založena na jednom důležitém účinku. Je to dáno tím, že rozpustnost slitinových složek v pevném stavu závisí na teplotě. Na rozdíl od čistý kov, ve kterém jsou všechny atomy totožné, ve dvousložkovém, například tuhém roztoku, jsou atomy dvou různé odrůdy, náhodně distribuované přes uzly krystalové mřížky. Pokud zvýšíte počet atomů druhé třídy, můžete dosáhnout stavu, kdy nemohou jednoduše nahradit atomy první třídy. Pokud množství druhé složky překročí tuto mez rozpustnosti v pevném stavu, objeví se v rovnovážné struktuře slitiny inkluze druhé fáze, lišící se složením a strukturou od původních zrn a obvykle rozptýlené mezi nimi ve formě oddělených částic. . Tyto částice druhé fáze mohou mít silný vliv na fyzikální vlastnosti materiálu v závislosti na jejich velikosti, tvaru a distribuci. Tyto faktory lze změnit tepelným zpracováním (tepelným zpracováním).

Tepelné zpracování je proces zpracování výrobků z kovů a slitin tepelným působením za účelem změny jejich struktury a vlastností v daném směru. Tento efekt lze také kombinovat s chemickým, deformačním, magnetickým atp.

Historické pozadí tepelného zpracování.
Člověk již od pradávna využívá tepelné zpracování kovů. Ještě v době chalkolitické se užívalo kování za studena Původní zlato a měď se primitivní člověk potýkal s fenoménem zpevňování, což znesnadňovalo výrobu výrobků s tenkými čepelemi a ostrými hroty a pro obnovení tažnosti musel kovář ohřívat za studena kovanou měď v ohništi. Nejstarší doklady o použití změkčovacího žíhání kovu opracovaného za studena pocházejí z konce 5. tisíciletí před naším letopočtem. E. Takové žíhání z hlediska doby vzhledu bylo první operací tepelného zpracování kovů. Při výrobě zbraní a nástrojů ze železa vyrobeného foukáním sýra kovář zahříval železný polotovar pro kování za tepla v kovárně na dřevěné uhlí. Zároveň bylo železo nauhličováno, tedy došlo k cementaci, jednomu z typů chemicko-tepelného zpracování. Chlazením výkovku z nauhličeného železa ve vodě objevil kovář prudké zvýšení jeho tvrdosti a zlepšení dalších vlastností. Kalení nauhličeného železa ve vodě se používalo od konce 2. počátku 1. tisíciletí před naším letopočtem. E. V Homérově „Odyssei“ (8.–7. století př. n. l.) jsou následující řádky: „Jako kovář ponoří rozžhavenou sekeru nebo sekeru do studené vody a železo zasyčí bublavým zvukem; železo je silnější než železo. temperované v ohni a vodě." V 5. stol před naším letopočtem E. Etruskové kalená zrcadla vyrobená z bronzu s vysokým obsahem cínu ve vodě (s největší pravděpodobností ke zlepšení lesku při leštění). Cementování železa v dřevěném uhlí nebo organické hmotě, kalení a popouštění oceli se ve středověku hojně využívalo při výrobě nožů, mečů, pilníků a dalších nástrojů. Středověcí řemeslníci, kteří neznali podstatu vnitřních přeměn v kovu, často připisovali dosažení vysokých vlastností při tepelném zpracování kovů projevu nadpřirozených sil. Do poloviny 19. stol. Lidské znalosti o tepelném zpracování kovů byly souborem receptur vyvinutých na základě staletých zkušeností. Potřeby technologického rozvoje a především rozvoj výroby ocelových děl předurčily proměnu tepelného zpracování kovů z umění ve vědu. V polovině 19. století, kdy armáda usilovala o nahrazení bronzových a litinových kanónů výkonnějšími ocelovými, byl problém výroby hlavní a zaručené pevnosti extrémně akutní. Navzdory tomu, že metalurgové znali receptury na tavení a odlévání oceli, hlavně často bez zjevné příčiny praskly. D.K Černov v Obukhovské ocelárně v Petrohradě, když pod mikroskopem studoval leptané řezy připravené z hlavně zbraní a pozoroval pod lupou strukturu lomů v místě přetržení, dospěl k závěru, že čím je ocel pevnější, tím je její struktura jemnější. V roce 1868 Chernov objevil vnitřní strukturální transformace v chladící oceli, ke kterým dochází při určitých teplotách. které nazval kritické body a a b. Pokud je ocel zahřátá na teploty pod bodem a, nelze ji vytvrdit a pro získání jemnozrnné struktury je třeba ocel zahřát na teploty nad bodem b. Černovův objev kritických bodů strukturálních přeměn v oceli umožnil vědecky vybrat režim tepelného zpracování pro získání nezbytných vlastností ocelových výrobků.

V roce 1906 objevil A. Wilm (Německo) za použití duralu, který vynalezl, stárnutí po kalení (viz Stárnutí kovů), což je nejdůležitější metoda zpevňování slitin na různých základech (hliník, měď, nikl, železo atd.). Ve 30. letech. 20. století termomechanické ošetření stárnutí slitiny mědi, a v 50. letech termomechanické zpracování ocelí, které umožnilo výrazně zvýšit pevnost výrobků. Kombinované typy tepelného zpracování zahrnují termomagnetické zpracování, které umožňuje v důsledku ochlazování produktů v magnetickém poli zlepšit některé jejich magnetické vlastnosti.

Výsledkem četných studií změn struktury a vlastností kovů a slitin pod tepelným vlivem byla ucelená teorie tepelného zpracování kovů.

Klasifikace typů tepelného zpracování je založena na tom, k jakému typu strukturálních změn v kovu dochází při vystavení teplu. Tepelné zpracování kovů se dělí na samotné tepelné zpracování, které se skládá pouze z tepelných účinků na kov, chemicko-tepelné, kombinující tepelné a chemické účinky, a termomechanické, kombinující tepelné účinky a plastickou deformaci. Vlastní tepelné zpracování zahrnuje následující typy: žíhání 1. druhu, žíhání 2. druhu, kalení bez polymorfní přeměny as polymorfní přeměnou, stárnutí a popouštění.

Nitridace je sycení povrchu kovových dílů dusíkem za účelem zvýšení tvrdosti, odolnosti proti opotřebení, meze únavy a odolnosti proti korozi. Nitridace se aplikuje na ocel, titan, některé slitiny, nejčastěji legované oceli, zejména chrom-hliníkové, dále na ocel obsahující vanad a molybden.
K nitridaci oceli dochází při teplotě 500–650 C v prostředí čpavku. Nad 400 C se amoniak začíná disociovat podle reakce NH3 3H + N. Vzniklý atomární dusík difunduje do kovu za vzniku dusíkatých fází. Při nitridační teplotě pod 591 C se nitridovaná vrstva skládá ze tří fází (obr.): µ nitrid Fe2N, ³" nitrid Fe4N, ± dusíkatý ferit obsahující asi 0,01 % dusíku při pokojové teplotě. Při nitridační teplotě 600-650 C je možná další tvorba a ³-fáze, která se při 591 C rozkládá na eutektoid ± + ³1 Tvrdost nitridované vrstvy se zvyšuje na HV = 1200 (odpovídá 12 H/m2). a je udržována při opakovaném ohřevu na 500-600 C, což zajišťuje vysokou odolnost dílů proti opotřebení při zvýšených teplotách Nitridované oceli mají výrazně lepší odolnost proti opotřebení než cementované a kalené oceli tloušťky 0,2–0,4 mm, trvá 20–50 hodin Zvýšení teploty urychlí proces, ale sníží tvrdost vrstvy Pro snížení křehkosti vrstvy se někdy provádí nitridace žáruvzdorných ocelí směs amoniaku a dusíku.
Nitridace titanových slitin se provádí při 850–950 C v dusíku vysoká čistota(nitridace v čpavku se nepoužívá kvůli zvýšené křehkosti kovu).

Při nitridaci se vytvoří horní tenká nitridová vrstva a pevný roztok dusíku v ± titanu. Hloubka vrstvy za 30 hodin je 0,08 mm s povrchovou tvrdostí HV = 800 850 (odpovídá 8 8,5 H/m2). Zavedení některých legujících prvků do slitiny (Al do 3 %, Zr 3 5 % atd.) zvyšuje rychlost difúze dusíku, zvyšuje hloubku nitridované vrstvy a chrom snižuje rychlost difúze. Nitridace titanových slitin ve zředěném dusíku umožňuje získat hlubší vrstvu bez křehké nitridové zóny.
Nitridace je široce používána v průmyslu, včetně dílů pracujících při teplotách do 500-600 C (vložky válců, klikové hřídele, ozubená kola, páry cívek, díly palivové zařízení atd.).
Lit.: Minkevich A.N., Chemicko-tepelné zpracování kovů a slitin, 2. vyd., M., 1965: Gulyaev A.P..Metal science, 4. vyd., M., 1966.

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 indukčním zařízením, 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. Použitím HDTV vytápění pro kalení výrazně snížíte náklady na energii a také máte příležitost zvýšit úroveň produktivity podniku.

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.

Tavení kovů indukcí je široce používáno v různých průmyslových odvětvích: hutnictví, strojírenství, klenotnictví. Jednoduchou indukční pec pro tavení kovu si můžete sestavit doma vlastníma rukama.

K ohřevu a tavení kovů v indukčních pecích dochází v důsledku vnitřního ohřevu a změn v krystalové mřížce kovu, když jimi procházejí vysokofrekvenční vířivé proudy. Tento proces je založen na jevu rezonance, při kterém mají vířivé proudy maximální hodnotu.

Aby vyvolal proudění vířivých proudů roztaveným kovem, je umístěn v zóně působení elektromagnetického pole induktoru - cívky. Může být ve tvaru spirály, osmičky nebo trojlístku. Tvar induktoru závisí na velikosti a tvaru ohřívaného obrobku.

Indukční cívka je připojena ke zdroji střídavý proud. V průmyslových tavicích pecích se používají průmyslové frekvenční proudy 50 Hz pro tavení malých objemů kovů ve šperkařství, používají se vysokofrekvenční generátory, protože jsou účinnější.

Druhy

Vířivé proudy jsou uzavřeny podél obvodu omezeného magnetickým polem induktoru. Proto je ohřev vodivých prvků možný jak uvnitř cívky, tak i na její vnější straně.

kanál, ve kterém jsou nádobou pro tavení kovů kanály umístěné kolem induktoru a uvnitř je umístěno jádro;
kelímek, používají speciální nádobu - kelímek z tepelně odolného materiálu, obvykle vyjímatelný.

Kanálová pec příliš velké a určené pro průmyslové objemy tavení kovů. Používá se při tavení litiny, hliníku a dalších neželezných kovů.
Kelímková pec Je poměrně kompaktní, používají jej klenotníci a radioamatéři, takový sporák lze sestavit vlastníma rukama a používat doma.

přístroj

jednoduchý design

vysokofrekvenční generátor střídavého proudu;
induktor - spirálové vinutí vyrobené z měděného drátu nebo trubky, vyrobené ručně;
kelímek.

Kelímek je umístěn v induktoru, konce vinutí jsou připojeny ke zdroji proudu. Když vinutím protéká proud, objeví se kolem něj elektromagnetické pole s proměnným vektorem. V magnetickém poli vznikají vířivé proudy, směřující kolmo na jeho vektor a procházející uzavřenou smyčkou uvnitř vinutí. Procházejí kovem umístěným v kelímku a zahřívají jej na teplotu tání.

Výhody indukční pece:

rychlé a rovnoměrné zahřátí kovu ihned po zapnutí instalace;
směr ohřevu - zahřívá se pouze kov, nikoli celá instalace;
vysoká rychlost tavení a homogenita taveniny;
nedochází k odpařování složek legujících kovy;
Instalace je šetrná k životnímu prostředí a bezpečná.

Svařovací invertor lze použít jako generátor pro indukční pec pro tavení kovu. Generátor můžete sestavit také pomocí níže uvedených schémat vlastníma rukama.

Pec pro tavení kovu pomocí svařovacího invertoru

Tato konstrukce je jednoduchá a bezpečná, protože všechny měniče jsou vybaveny vnitřní ochranou proti přetížení. Celá sestava pece v tomto případě spočívá v tom, že si vytvoříte induktor vlastníma rukama.

Obvykle se provádí ve formě spirály z tenkostěnné měděné trubky o průměru 8-10 mm. Ohýbá se podle šablony požadovaného průměru, přičemž závity jsou umístěny ve vzdálenosti 5-8 mm. Počet závitů je od 7 do 12 v závislosti na průměru a vlastnostech měniče. Celkový odpor tlumivky musí být takový, aby nezpůsobil nadproud ve střídači, jinak bude vypnut vnitřní ochranou.

Induktor může být upevněn v pouzdře vyrobeném z grafitu nebo textolitu a uvnitř může být instalován kelímek. Induktor jednoduše umístíte na tepelně odolný povrch. Pouzdro nesmí vést proud, jinak jím budou procházet vířivé proudy a výkon instalace se sníží. Ze stejného důvodu se nedoporučuje umísťovat cizí předměty do zóny tavení.

Při práci z svařovací invertor jeho tělo musí být uzemněno! Zásuvka a kabeláž musí být dimenzovány na proud odebíraný měničem.

Topný systém soukromého domu je založen na provozu kamen nebo kotle, jehož vysoký výkon a dlouhá nepřetržitá životnost závisí jak na značce a instalaci samotných topných zařízení, tak na správná instalace komín.
Najdete zde doporučení pro výběr kotle na tuhá paliva a v další části se seznámíte s typy a pravidly:

Indukční pec s tranzistory: schéma

Je jich mnoho různými způsoby sestavte indukční ohřívač vlastníma rukama. Poměrně jednoduché a osvědčené schéma pece na tavení kovu je znázorněno na obrázku:

dva tranzistory s efektem pole typu IRFZ44V;
dvě diody UF4007 (lze použít i UF4001);
rezistor 470 Ohm, 1 W (můžete vzít dva 0,5 W zapojené do série);
filmové kondenzátory pro 250 V: 3 kusy s kapacitou 1 μF; 4 kusy - 220 nF; 1 kus - 470 nF; 1 kus - 330 nF;
měděný drát vinutí v smaltované izolaci Ø1,2 mm;
měděný drát vinutí v smaltované izolaci Ø2 mm;
dva kroužky z induktorů odstraněných z napájení počítače.

Sekvence montáže DIY:

Tranzistory s efektem pole jsou instalovány na radiátorech. Protože se okruh během provozu velmi zahřívá, musí být radiátor dostatečně velký. Můžete je nainstalovat na jeden radiátor, ale pak musíte tranzistory izolovat od kovu pomocí těsnění a podložek z pryže a plastu. Pinout tranzistorů s efektem pole je znázorněn na obrázku.

Je nutné udělat dvě tlumivky. K jejich výrobě se kolem kroužků vyjmutých z napájení jakéhokoli počítače namotá měděný drát o průměru 1,2 mm. Tyto kroužky jsou vyrobeny z práškového feromagnetického železa. Je nutné na ně navinout 7 až 15 závitů drátu a snažit se udržet vzdálenost mezi závity.

Výše uvedené kondenzátory jsou sestaveny do baterie o celkové kapacitě 4,7 μF. Zapojení kondenzátorů je paralelní.

Vinutí induktoru je vyrobeno z měděného drátu o průměru 2 mm. Omotejte 7-8 závitů vinutí kolem válcového předmětu vhodného pro průměr kelímku, přičemž konce nechte dostatečně dlouhé pro připojení k obvodu.
Připojte prvky na desce podle schématu. Jako zdroj energie je použita baterie 12 V, 7,2 A/h. Spotřeba proudu v provozním režimu je asi 10 A, kapacita baterie v tomto případě vydrží asi 40 minut V případě potřeby je tělo pece vyrobeno z tepelně odolného materiálu, například z textolitu lze změnit změnou počtu závitů vinutí induktoru a jejich průměru.

Při delším provozu se mohou topné články přehřát! K jejich chlazení můžete použít ventilátor.

Indukční ohřívač pro tavení kovů: video

Indukční pec s lampami

Výkonnější indukční pec pro tavení kovů můžete sestavit vlastníma rukama pomocí elektronických trubek. Schéma zařízení je znázorněno na obrázku.

Vygenerovat vysokofrekvenční proud Používají se 4 paprskové lampy zapojené paralelně. Jako induktor je použita měděná trubka o průměru 10 mm. Instalace je vybavena ladícím kondenzátorem pro regulaci výkonu. Výstupní frekvence je 27,12 MHz.

K sestavení obvodu potřebujete:

4 elektronky - tetrody, můžete použít 6L6, 6P3 nebo G807;
4 tlumivky při 100...1000 uH;
4 kondenzátory při 0,01 µF;
neonová kontrolka;
trimrový kondenzátor.

Sestavení zařízení svépomocí:

Induktor je vyroben z měděné trubky ohnutím do spirálového tvaru. Průměr závitů je 8-15 cm, vzdálenost závitů je minimálně 5 mm. Konce jsou pocínovány pro připájení k obvodu. Průměr induktoru by měl být o 10 mm větší než průměr kelímku umístěného uvnitř.
Induktor je umístěn v pouzdře. Může být vyroben z tepelně odolného, nevodivého materiálu nebo z kovu, který poskytuje tepelnou a elektrickou izolaci od prvků obvodu.
Kaskády lamp jsou sestaveny podle obvodu s kondenzátory a tlumivkami. Kaskády jsou zapojeny paralelně.
Připojte neonovou kontrolku - bude signalizovat, že obvod je připraven k provozu. Lampa je vyvedena do instalačního tělesa.
V obvodu je zahrnut ladicí kondenzátor s proměnnou kapacitou, jeho rukojeť je také připojena k pouzdru.

Pro všechny milovníky lahůdek připravených metodou studeného uzení doporučujeme, abyste se naučili, jak rychle a snadno vyrobit udírnu vlastníma rukama, a seznámit se s pokyny pro fotografie a video pro výrobu generátoru kouře pro studené uzení.

Chlazení okruhu

Průmyslové tavírny jsou vybaveny systémem nuceného chlazení pomocí vody nebo nemrznoucí směsi. Provádění vodního chlazení doma bude vyžadovat dodatečné náklady srovnatelné s cenou samotného zařízení pro tavení kovů.

Chlazení vzduchem pomocí ventilátoru je možné za předpokladu, že je ventilátor umístěn dostatečně daleko. V opačném případě bude kovové vinutí a další prvky ventilátoru sloužit jako přídavný obvod pro uzavření vířivých proudů, což sníží účinnost instalace.

Aktivně se mohou zahřívat i prvky elektronických a lampových obvodů. K jejich chlazení jsou k dispozici chladiče.

Bezpečnostní opatření při práci

Hlavním nebezpečím při práci je nebezpečí popálení o zahřáté prvky instalace a roztavený kov.
Obvod lampy obsahuje vysokonapěťové prvky, takže musí být umístěn v uzavřeném krytu, aby se zabránilo náhodnému kontaktu s prvky.
Elektromagnetické pole může ovlivnit předměty umístěné mimo tělo zařízení. Před prací je proto lepší nosit oblečení bez kovových prvků a odstranit složitá zařízení z operační oblasti: telefony, digitální fotoaparáty.

Nedoporučuje se používat přístroj osobám s implantovaným kardiostimulátorem!

Pec pro domácí tavení kovů lze také použít k rychlému ohřevu kovových prvků, například při jejich cínování nebo tváření. Provozní charakteristiky prezentovaných instalací lze přizpůsobit konkrétní úloze změnou parametrů induktoru a výstupního signálu generátorové soupravy- tak můžete dosáhnout jejich maximální účinnosti.