نصب گرمایش القایی برای سخت شدن قطعات با فرکانس بالا. تجهیزات برای سخت کردن HDTV. مزایای سخت شدن با جریان های فرکانس بالا

گرمایش القایی در نتیجه قرار دادن قطعه کار در نزدیکی یک هادی متناوب رخ می دهد جریان الکتریسیتهکه به آن سلف می گویند. هنگامی که یک جریان فرکانس بالا (HFC) از یک سلف عبور می کند، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می شود و اگر یک محصول فلزی در این میدان قرار گیرد، نیروی الکتروموتور در آن تحریک می شود که باعث عبور از محصول می شود. جریان متناوبهمان فرکانس جریان سلف.

به این ترتیب اثر حرارتی ایجاد می شود که باعث گرم شدن محصول می شود. توان حرارتی P آزاد شده در قسمت گرم شده برابر با:

که در آن K ضریب بسته به پیکربندی محصول و اندازه شکاف ایجاد شده بین سطوح محصول و سلف است. Iin - قدرت فعلی؛ f – فرکانس جریان (هرتز)؛ r - مقاومت الکتریکی (اهم سانتی متر)؛ m - نفوذپذیری مغناطیسی (G/E) فولاد.

در هر فرآیند گرمایش القاییتأثیر قابل توجهی توسط یک پدیده فیزیکی به نام اثر سطحی (پوست) اعمال می شود: جریان عمدتاً در لایه های سطحی القا می شود و در فرکانس های بالا چگالی جریان در هسته قطعه کم است. عمق لایه گرم شده با فرمول تخمین زده می شود:

افزایش فرکانس جریان اجازه می دهد تا توان قابل توجهی در حجم کمی از قسمت گرم شده متمرکز شود. به لطف این، گرمایش با سرعت بالا (تا 500 درجه سانتیگراد در ثانیه) تحقق می یابد.

پارامترهای گرمایش القایی

گرمایش القایی با سه پارامتر مشخص می شود: چگالی توان، مدت زمان گرمایش و فرکانس جریان. توان ویژه، توانی است که به ازای هر 1 سانتی متر مربع از سطح فلز گرم شده (kW/cm2) به گرما تبدیل می شود. نرخ گرمایش محصول به قدرت خاص بستگی دارد: هر چه بیشتر باشد، گرمایش سریعتر اتفاق می افتد.

مدت زمان گرمایش مقدار کل انرژی حرارتی منتقل شده و بر این اساس دمای بدست آمده را تعیین می کند. همچنین مهم است که فرکانس جریان را در نظر بگیرید، زیرا عمق لایه سخت شده به آن بستگی دارد. فرکانس جریان و عمق لایه گرم شده در رابطه مخالف هستند (فرمول دوم). هر چه فرکانس بیشتر باشد، حجم گرم شده فلز کمتر است. با انتخاب مقدار توان خاص، مدت زمان گرمایش و فرکانس جریان، می توان پارامترهای نهایی گرمایش القایی را در محدوده وسیعی تغییر داد - سختی و عمق لایه سخت شده در طول سخت شدن یا حجم گرم شده هنگام گرم کردن برای مهر زنی.

در عمل، پارامترهای گرمایش کنترل شده، پارامترهای الکتریکی ژنراتور جریان (قدرت، جریان، ولتاژ) و مدت زمان گرمایش هستند. با استفاده از پیرومتر می توان دمای حرارت فلز را نیز ثبت کرد. اما اغلب نیازی به کنترل دمای ثابت نیست، زیرا حالت گرمایش بهینه انتخاب شده است که تضمین می کند کیفیت ثابتخاموش کردن یا گرم کردن HDTV حالت سخت شدن بهینه با تغییر پارامترهای الکتریکی انتخاب می شود. به این ترتیب چندین قسمت سفت می شوند. سپس قطعات تحت آنالیز آزمایشگاهی با ثبت سختی، ریزساختار، توزیع لایه سخت شده در عمق و صفحه قرار می گیرند. هنگامی که کمتر گرم می شود، فریت باقیمانده در ساختار فولادهای هیپویوتکتوئیدی مشاهده می شود. هنگامی که بیش از حد گرم می شود، مارتنزیت سوزنی درشت ظاهر می شود. علائم نقص هنگام گرم کردن HDTV مانند فن آوری های عملیات حرارتی کلاسیک است.

هنگام سخت شدن سطح، گرمایش با فرکانس بالا تا بیش از درجه حرارت بالانسبت به سخت شدن حجمی معمولی. این به دو دلیل است. اولاً در سرعت گرمایش بسیار بالا، دمای نقاط بحرانی که انتقال پرلیت به آستنیت در آنها اتفاق می‌افتد افزایش می‌یابد و ثانیاً لازم است که این تبدیل در مدت زمان گرمایش و نگهداری بسیار کوتاه انجام شود.

علیرغم این واقعیت که حرارت در هنگام سخت شدن با فرکانس بالا تا دمای بالاتر از سخت شدن معمولی انجام می شود، فلز بیش از حد گرم نمی شود. این به این دلیل اتفاق می افتد که دانه در فولاد به سادگی زمان رشد در مدت زمان بسیار کوتاه را ندارد. همچنین شایان ذکر است که در مقایسه با سختی حجمی، سختی پس از سخت شدن با فرکانس بالا تقریباً 2-3 واحد HRC بیشتر است. این امر مقاومت در برابر سایش و سختی سطحی قطعه را بیشتر می کند.

مزایای سخت شدن با جریان های فرکانس بالا

• بهره وری فرآیند بالا
• سهولت تنظیم ضخامت لایه سخت شده
• حداقل تاب برداشتن
• تقریبا غیبت کاملمقیاس
• امکان اتوماسیون کامل کل فرآیند
• امکان قرار دادن واحد سخت کننده در جریان ماشینکاری.

اغلب، سختی با فرکانس بالا روی قطعات ساخته شده از آن اعمال می شود فولاد کربنبا محتوای 0.4-0.5% C. این فولادها پس از سخت شدن دارای سختی سطحی HRC 55-60 می باشند. در محتویات کربن بالاتر، خطر ترک ناشی از سرد شدن ناگهانی وجود دارد. در کنار فولادهای کربنی از فولادهای کروم کم آلیاژ، کروم نیکل، کروم سیلیسیم و سایر فولادها نیز استفاده می شود.

تجهیزات برای انجام سختی القایی (HFC)

سخت شدن القایی نیاز به خاصی دارد تجهیزات تکنولوژیکی، که شامل سه جزء اصلی است: یک منبع تغذیه - یک ژنراتور جریان با فرکانس بالا، یک سلف و یک دستگاه برای قطعات متحرک در دستگاه.

ژنراتورهای جریان با فرکانس بالا ماشین های الکتریکی هستند که در اصول فیزیکی تشکیل جریان الکتریکی در آنها متفاوت است.

1. دستگاه های الکترونیکی که بر اساس اصل لوله های خلاء کار می کنند که جریان مستقیم را به جریان متناوب ژنراتورهای لوله با فرکانس بالا تبدیل می کنند.
2. دستگاه های ماشین الکتریکی که بر اساس اصل القای جریان الکتریکی در هادی در حال حرکت در میدان مغناطیسی کار می کنند و جریان فرکانس صنعتی سه فاز را به جریان متناوب فرکانس بالا تبدیل می کنند - ژنراتورهای ماشین.
3. دستگاه های نیمه هادی که بر اساس اصل دستگاه های تریستور کار می کنند که جریان مستقیم را به جریان متناوب فرکانس بالا تبدیل می کنند - مبدل های تریستور (ژنراتورهای استاتیک).

ژنراتورها از هر نوع در فرکانس و توان جریان تولیدی متفاوت هستند

انواع ژنراتور قدرت، فرکانس کیلووات، راندمان کیلوهرتز

لامپ 10 - 160 70 - 400 0.5 - 0.7

ماشین 50 - 2500 2.5 - 10 0.7 - 0.8

تریستور 160 - 800 1 - 4 0.90 - 0.95

سخت شدن سطح قطعات کوچک (سوزن، کنتاکت، نوک فنر) با استفاده از ژنراتورهای میکروالقایی انجام می شود. فرکانس تولید آنها به 50 مگاهرتز می رسد، زمان گرم شدن برای سخت شدن 0.01-0.001 ثانیه است.

روش های سخت شدن HDTV

بر اساس فرآیند گرمایش، بین سخت شدن پیوسته-پیوسته القایی و سخت شدن همزمان تمایز قائل می شود.

سخت شدن پی در پیبرای بخش های طولانی با مقطع ثابت (شفت، محور، سطوح صاف محصولات بلند) استفاده می شود. قسمت گرم شده در سلف حرکت می کند. ناحیه ای که در یک لحظه خاص در منطقه نفوذ سلف قرار دارد تا دمای خاموش شدن گرم می شود. در خروجی از سلف، بخش وارد منطقه خنک کننده اسپری می شود. نقطه ضعف این روش گرمایش بهره وری پایین فرآیند است. برای افزایش ضخامت لایه سخت شده، باید با کاهش سرعت حرکت قطعه در سلف، مدت زمان گرمایش را افزایش داد. سخت شدن همزمانشامل گرمایش همزمان کل سطحی است که قرار است سخت شود.

اثر خود تلطیف پس از سخت شدن

پس از اتمام گرمایش، سطح توسط دوش یا جریان آب مستقیماً به داخل سلف یا در یک دستگاه خنک کننده جداگانه خنک می شود. این خنک کننده اجازه می دهد تا هر گونه پیکربندی سخت شود. با دوز خنک کننده و تغییر مدت آن، می توان به اثر خود تلطیف در فولاد پی برد. این اثرشامل حذف گرمای انباشته شده در حین گرم شدن در هسته قطعه به سطح است. به عبارت دیگر، هنگامی که لایه سطحی سرد شده و دچار دگرگونی مارتنزیتی شده است، مقدار معینی انرژی حرارتی همچنان در لایه زیرسطحی حفظ می‌شود که دمای آن می‌تواند به دمای معتدل پایین برسد. پس از توقف خنک سازی، این انرژی به دلیل اختلاف دما به سطح منتقل می شود. بنابراین، نیازی به عملیات تمپر فولاد اضافی نیست.

طراحی و ساخت سلف برای سخت شدن فرکانس های فرکانس بالا

سلف از لوله های مسی ساخته شده است که در طی فرآیند گرمایش آب از آن عبور می کند. این امر از گرم شدن بیش از حد و سوختن سلف ها در حین کار جلوگیری می کند. سلف هایی نیز ساخته می شوند که با یک دستگاه سخت کننده - یک سمپاش ترکیب می شوند: در سطح داخلی چنین سلف سوراخ هایی وجود دارد که از طریق آنها مایع خنک کننده به قسمت گرم شده جریان می یابد.

برای گرمایش یکنواخت باید سلف را به گونه ای ساخت که فاصله سلف تا تمام نقاط سطح محصول یکسان باشد. به طور معمول این فاصله 1.5-3 میلی متر است. هنگام سخت شدن محصولی با شکل ساده، این شرط به راحتی برآورده می شود. برای اطمینان از سخت شدن یکنواخت، قطعه باید حرکت داده شود و (یا) در سلف بچرخد. این با استفاده از دستگاه های ویژه - مراکز یا جداول سخت کننده به دست می آید.

توسعه طراحی یک سلف اول از همه مستلزم تعیین شکل آن است. در این مورد، آنها بر اساس شکل و ابعاد محصول در حال سخت شدن و روش سخت شدن هستند. علاوه بر این، هنگام ساخت سلف، ماهیت حرکت قطعه نسبت به سلف در نظر گرفته می شود. راندمان و عملکرد گرمایش نیز در نظر گرفته شده است.

خنک کننده قطعات را می توان در سه گزینه استفاده کرد: دوش آب، جریان آب، غوطه وری قطعه در یک محیط کوئنچ. خنک کننده دوش را می توان هم در سمپاش های سلفی و هم در محفظه های سخت کننده مخصوص انجام داد. خنک کننده جریان به شما امکان می دهد فشار اضافی در حدود 1 atm ایجاد کنید که به خنک شدن یکنواخت تر قطعه کمک می کند. برای اطمینان از سرمایش فشرده و یکنواخت، لازم است آب در امتداد سطح سرد شده با سرعت 30-5 متر بر ثانیه حرکت کند.

استحکام عناصر در مناطق به ویژه بحرانی سازه های فلزیتا حد زیادی به وضعیت گره ها بستگی دارد. سطح قطعات نقش مهمی ایفا می کند. برای دادن سختی، دوام یا ویسکوزیته لازم، عملیات عملیات حرارتی انجام می شود. تقویت سطح قطعات روش های مختلف. یکی از آنها سخت شدن با جریان های فرکانس بالا، یعنی HDTV است. یکی از متداول ترین و بسیار پربازده ترین روش ها در تولید در مقیاس بزرگ عناصر سازه ای مختلف است.

چنین عملیات حرارتی هم برای کل قطعات و هم برای بخش های جداگانه اعمال می شود. در این مورد، هدف دستیابی به سطوح خاصی از استحکام و در نتیجه افزایش طول عمر و عملکرد است.

این فناوری برای تقویت اجزای تجهیزات تکنولوژیکی و حمل و نقل و همچنین برای سخت کردن ابزارهای مختلف استفاده می شود.

جوهر تکنولوژی

سخت شدن HDTV یک پیشرفت است ویژگی های قدرتقطعات به دلیل توانایی جریان الکتریکی (با دامنه متغیر) در نفوذ به سطح قطعه، آن را در معرض حرارت قرار می دهند. عمق نفوذ به دلیل میدان مغناطیسی می تواند متفاوت باشد. همزمان با گرمایش و سخت شدن سطح، ممکن است هسته مجموعه اصلاً گرم نشود یا فقط کمی دمای آن را افزایش دهد. لایه سطحی قطعه کار ضخامت مورد نیاز را تشکیل می دهد که برای عبور جریان الکتریکی کافی است. این لایه نشان دهنده عمق نفوذ جریان الکتریکی است.

آزمایش ها این را ثابت کرده است افزایش فرکانس جریان به کاهش عمق نفوذ کمک می کند. این واقعیت فرصت هایی را برای تنظیم و تولید قطعات با حداقل لایه سخت شده باز می کند.

عملیات حرارتی HDTV در تاسیسات ویژه - ژنراتورها، ضرب کننده ها، مبدل های فرکانس انجام می شود که امکان تنظیم در محدوده مورد نیاز را فراهم می کند. علاوه بر ویژگی های فرکانس، سخت شدن نهایی تحت تأثیر ابعاد و شکل قطعه، مواد ساخت و سلف مورد استفاده قرار می گیرد.

الگوی زیر نیز آشکار شده است - هر چه محصول کوچکتر و شکل آن ساده تر باشد، فرآیند سخت شدن بهتر است. در عین حال کاهش می یابد کل مصرفنصب برق

سلف مسی است. اغلب سوراخ های اضافی روی سطح داخلی وجود دارد که برای تامین آب در طول خنک شدن طراحی شده است. در این حالت، فرآیند با گرمایش اولیه و خنک‌سازی بعدی بدون تامین جریان همراه است. تنظیمات سلف متفاوت است. دستگاه انتخاب شده مستقیماً به قطعه کار در حال پردازش بستگی دارد. برخی از دستگاه ها سوراخ ندارند. در چنین شرایطی قطعه در یک مخزن کوئنچ مخصوص خنک می شود.

نیاز اصلی برای فرآیند سخت شدن با فرکانس بالا، حفظ یک شکاف ثابت بین سلف و محصول است. با حفظ یک بازه مشخص، کیفیت سخت شدن به بالاترین حد می رسد.

سخت شدن را می توان به یکی از روش های زیر انجام داد::

• پیوسته - متوالی: قطعه ثابت است و سلف در امتداد محور خود حرکت می کند.
• همزمان: محصول حرکت می کند و سلف برعکس حرکت می کند.
• ترتیبی: قسمت های مختلف یکی پس از دیگری پردازش می شوند.

ویژگی های نصب القایی

نصب برای سخت شدن فرکانس بالا یک ژنراتور فرکانس بالا همراه با یک سلف است. قطعه کار هم در خود سلف و هم در کنار آن قرار دارد. از یک سیم پیچ تشکیل شده است که یک لوله مسی روی آن پیچیده شده است.

یک جریان الکتریکی متناوب که از یک سلف عبور می کند، میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند که به قطعه کار نفوذ می کند. باعث ایجاد جریان های گردابی (جریان های فوکو) می شود که به ساختار قطعه می گذرد و دمای آن را افزایش می دهد.

ویژگی اصلی فناوری- نفوذ جریان گردابی به ساختار سطحی فلز.

افزایش فرکانس امکان تمرکز گرما را در ناحیه کوچکی از قطعه باز می کند. این سرعت افزایش دما را افزایش می دهد و می تواند به 100 تا 200 درجه در ثانیه برسد. درجه سختی به 4 واحد افزایش می یابد که در هنگام سخت شدن حجمی حذف می شود.

گرمایش القایی - ویژگی ها

درجه حرارت القایی به سه پارامتر بستگی دارد - قدرت ویژه، زمان گرمایش، فرکانس جریان الکتریکی. قدرت زمان صرف شده برای گرم کردن قطعه را تعیین می کند. بر این اساس، با ارزش بیشتر، زمان کمتری صرف می شود.

زمان گرمایش با حجم کل گرمای صرف شده و دمای توسعه یافته مشخص می شود. فرکانس، همانطور که در بالا ذکر شد، عمق نفوذ جریان ها و لایه سخت شده تشکیل شده را تعیین می کند. این ویژگی ها رابطه معکوس دارند. با افزایش فرکانس، جرم حجمی فلز گرم شده کاهش می یابد.

این 3 پارامتر هستند که به شما امکان می دهند درجه سختی و عمق لایه و همچنین حجم گرمایش را در محدوده وسیعی تنظیم کنید.

تمرین نشان می دهد که ویژگی ها کنترل می شوند مجموعه ژنراتور(مقادیر ولتاژ، توان و جریان)، و همچنین زمان گرمایش. درجه حرارت قطعه را می توان با استفاده از یک پیرومتر کنترل کرد. با این حال، به طور کلی، نظارت مداوم دما لازم نیست زیرا حالت های گرمایش HDTV بهینه وجود دارد که کیفیت پایدار را تضمین می کند. حالت مناسب با در نظر گرفتن ویژگی های الکتریکی تغییر یافته انتخاب می شود.

پس از سخت شدن، محصول برای آزمایش به آزمایشگاه فرستاده می شود. سختی، ساختار، عمق و صفحه لایه سخت کننده توزیع شده مورد مطالعه قرار می گیرد.

سخت شدن سطح HDTV همراه با حرارت زیاددر مقایسه با فرآیند معمولی این توضیح داده شده است به روش زیر. اول از همه، نرخ بالای افزایش دما به افزایش نقاط بحرانی کمک می کند. ثانیاً لازم است از تکمیل تبدیل پرلیت به آستنیت در مدت زمان کوتاهی اطمینان حاصل شود.

سخت شدن با فرکانس بالا، در مقایسه با فرآیند معمولی، با حرارت بیشتر همراه است. با این حال، فلز بیش از حد گرم نمی شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که عناصر دانه ای در سازه فولادی زمان لازم برای رشد در حداقل زمان را ندارند. علاوه بر این، سخت شدن حجمی تا 2-3 واحد استحکام کمتری دارد. پس از سخت شدن با فرکانس بالا، قطعه دارای مقاومت سایش و سختی بیشتری است.

دما چگونه انتخاب می شود؟

انطباق با تکنولوژی باید همراه باشد انتخاب درستمحدوده دما. اساساً همه چیز به فلز در حال پردازش بستگی دارد.

فولاد به چند نوع طبقه بندی می شود:

• Hypoeutectoid - محتوای کربن تا 0.8٪.
• Hypereutectoid - بیش از 0.8٪.

فولاد Hypoeutectoid تا بالاتر از مقدار مورد نیاز برای تبدیل پرلیت و فریت به آستنیت گرم می شود. محدوده 800 تا 850 درجه پس از این، قسمت با سرعت بالاخنک می شود پس از سرد شدن سریع، آستنیت به مارتنزیت تبدیل می شود که سختی و استحکام بالایی دارد. با زمان نگهداری کوتاه، آستنیت با ساختار ریزدانه و همچنین مارتنزیت سوزنی ریز به دست می آید. فولاد سختی بالا و شکنندگی کم به دست می آورد.

فولاد Hypereutectoid کمتر گرم می شود. محدوده 750 تا 800 درجه در این حالت سفت کاری ناقص انجام می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که چنین دمایی امکان حفظ حجم مشخصی از سیمانیت را در ساختار می دهد که در مقایسه با مارتنزیت سختی بالاتری دارد. با سرد شدن سریع، آستنیت به مارتنزیت تبدیل می شود. سیمانیت توسط آخال های کوچک حفظ می شود. این منطقه همچنین کربنی را که به طور کامل حل نشده و به کاربید جامد تبدیل شده است، حفظ می کند.

مزایای تکنولوژی

• حالت های کنترل؛
• جایگزینی فولاد آلیاژی با فولاد کربنی؛
• فرآیند گرمایش یکنواخت محصول؛
• توانایی گرم نکردن کامل تمام قسمت. کاهش مصرف انرژی؛
• استحکام بالای حاصل از قطعه کار پردازش شده؛
• هیچ فرآیند اکسیداسیونی وجود ندارد، هیچ کربنی نمی سوزد.
• بدون ریزترک؛
• هیچ نقطه تابیده ای وجود ندارد.
• گرم کردن و سخت شدن مناطق خاصی از محصولات؛
• کاهش زمان صرف شده برای عمل؛
• معرفی تاسیسات با فرکانس بالا به خطوط تولید در حین ساخت قطعات.

ایرادات

نقطه ضعف اصلی فناوری مورد بررسی قیمت قابل توجه نصب است. به همین دلیل است که امکان استفاده فقط در تولید در مقیاس بزرگ توجیه می شود و امکان انجام کار را خودتان در خانه منتفی می کند.

در فیلم های ارائه شده نحوه عملکرد و اصل عملکرد نصب را با جزئیات بیشتر مطالعه کنید.

یک جریان فرکانس بالا در نصب به لطف یک سلف ایجاد می شود و گرم کردن محصولی را که در مجاورت سلف قرار می گیرد امکان پذیر می کند. نصب القایی برای سخت شدن محصولات فلزی ایده آل است. در نصب HDTV است که می توانید به وضوح برنامه ریزی کنید: عمق نفوذ حرارت مورد نظر، زمان سخت شدن، دمای گرمایش و فرآیند خنک کننده.

برای اولین بار، پس از پیشنهاد دریافت شده از V.P، از تجهیزات القایی برای سخت شدن استفاده شد. ولودین در سال 1923. پس از آزمایش و آزمایش زیاد گرمایش با فرکانس بالا، استفاده از آن برای سخت شدن فولاد در سال 1935 آغاز شد. تاسیسات سخت کاری با فرکانس بالا تا حد زیادی پربازده ترین روش عملیات حرارتی محصولات فلزی است.

چرا القاء برای سخت شدن بهتر است

سخت شدن قطعات فلزی با فرکانس بالا برای افزایش مقاومت لایه بالایی محصول در برابر آسیب های مکانیکی انجام می شود، در حالی که مرکز قطعه کار ویسکوزیته را افزایش می دهد. توجه به این نکته ضروری است که هسته محصول در طول سخت شدن با فرکانس بالا کاملاً بدون تغییر باقی می ماند.
نصب القایی مزایای بسیار مهمی در مقایسه با انواع جایگزینگرمایش: اگر قبلاً نصب HDTV حجیم تر و ناخوشایندتر بود، اکنون این اشکال اصلاح شده است و تجهیزات برای عملیات حرارتی محصولات فلزی جهانی شده است.

مزایای تجهیزات القایی

یکی از معایب دستگاه سختی گیر القایی عدم توانایی در پردازش برخی محصولات با اشکال پیچیده است.

انواع سختی فلز

انواع مختلفی از سخت شدن فلز وجود دارد. برای برخی از محصولات، کافی است فلز را گرم کنید و بلافاصله آن را خنک کنید، در حالی که برای برخی دیگر باید آن را در دمای خاصی نگه دارید.
وجود داشته باشد انواع زیرسخت شدن:

• سخت شدن ثابت: معمولاً برای قطعات با سطح صاف کوچک استفاده می شود. موقعیت قطعه و سلف هنگام استفاده از این روش سخت شدن بدون تغییر باقی می ماند.
• سخت شدن پی در پی: برای سخت شدن محصولات استوانه ای یا تخت استفاده می شود. در طول سخت شدن پی در پی، قطعه می تواند زیر سلف حرکت کند یا موقعیت خود را بدون تغییر حفظ کند.
• سخت شدن مماسی محصولات: عالی برای پردازش قطعات کوچکی که شکل استوانه ای دارند. سخت شدن متوالی مماسی محصول را یک بار در طول کل فرآیند عملیات حرارتی می چرخاند.
• نصب سختی با فرکانس بالا تجهیزاتی است که می تواند سختی باکیفیت یک محصول را ایجاد کند و در عین حال در منابع تولید صرفه جویی کند.

بسیاری از قطعات حیاتی تحت سایش قرار می گیرند و به طور همزمان در معرض بارهای ضربه ای قرار می گیرند. چنین قطعاتی باید دارای سختی سطح بالا، مقاومت در برابر سایش خوب و در عین حال شکننده نباشند، یعنی در اثر ضربه از بین نروند.

سختی سطح بالای قطعات با حفظ یک هسته سخت و قوی با سخت شدن سطح به دست می آید.

از جانب روش های مدرنسخت شدن سطح بیشترین کاربرد را در مهندسی مکانیک دارد: سخت شدنهنگام گرم شدن جریان های فرکانس بالا (HFC); سخت شدن شعله و سخت شدن الکترولیت.

انتخاب یک یا روش دیگر سخت شدن سطح توسط امکان سنجی فنی و اقتصادی تعیین می شود.

سخت شدن با حرارت دادن با جریان های فرکانس بالا.این روش یکی از پربازده ترین روش های سخت کاری سطحی فلزات است. کشف این روش و توسعه پایه های تکنولوژیکی آن متعلق به دانشمند با استعداد روسی V. P. Vologdin است.

گرمایش با فرکانس بالا بر اساس پدیده زیر است. هنگامی که یک جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا از یک سلف مسی عبور می کند، میدان مغناطیسی در اطراف سلف مسی ایجاد می شود که به قسمت فولادی واقع در سلف نفوذ می کند و جریان های گردابی فوکو را در آن القا می کند. این جریان ها باعث گرم شدن فلز می شوند.

قابلیت گرمایش HDTVاین است که جریان گردابی القا شده در فولاد به طور یکنواخت در سطح مقطع قطعه توزیع نمی شود، بلکه به سمت سطح رانده می شود. توزیع ناهموار جریان های گردابی منجر به گرمایش ناهموار می شود: لایه های سطحی بسیار سریع تا دمای بالا گرم می شوند و هسته یا اصلاً گرم نمی شود یا به دلیل هدایت حرارتی فولاد کمی گرم می شود. ضخامت لایه ای که جریان از آن عبور می کند، عمق نفوذ نامیده می شود و با حرف δ نشان داده می شود.

ضخامت لایه عمدتاً به فرکانس جریان متناوب، مقاومت فلز و نفوذپذیری مغناطیسی بستگی دارد. این وابستگی با فرمول تعیین می شود

δ = 5.03-10 4 ریشه (ρ/μν) میلی متر،

جایی که ρ مقاومت الکتریکی است، اهم میلی متر 2 / متر؛

μ، - نفوذپذیری مغناطیسی، gs/e;

v - فرکانس، هرتز

از فرمول می توان دریافت که با افزایش فرکانس، عمق نفوذ جریان های القایی کاهش می یابد. جریان فرکانس بالا برای گرمایش القایی قطعات از ژنراتورها به دست می آید.

هنگام انتخاب فرکانس جریان، علاوه بر لایه گرم شده، باید شکل و ابعاد قطعه را نیز در نظر گرفت تا بتوان سختی سطحی با کیفیت بالا را بدست آورد و از انرژی الکتریکی تاسیسات فرکانس بالا استفاده اقتصادی کرد.

سلف های مسی برای گرمایش با کیفیت قطعات اهمیت زیادی دارند.

رایج ترین سلف ها دارای سیستمی از سوراخ های کوچک در داخل هستند که از طریق آن آب خنک کننده تامین می شود. چنین سلف هم وسیله گرمایش و هم خنک کننده است. به محض اینکه قطعه قرار داده شده در سلف تا دمای تنظیم شده گرم شود، جریان به طور خودکار قطع شده و آب از سوراخ های سلف خارج شده و با اسپری (دوش آب) سطح قطعه را خنک می کند.

همچنین می توان قطعات را در سلف هایی که دستگاه دوش ندارند گرم کرد. در این گونه سلف ها پس از گرم شدن، قطعات به داخل مخزن کوئنچینگ ریخته می شوند.

سخت شدن با فرکانس بالا عمدتاً با استفاده از روش های همزمان و پیوسته-پیوسته انجام می شود. با روش همزمان، قطعه در حال سخت شدن در داخل یک سلف ثابت می چرخد ​​که عرض آن برابر با سطح در حال سخت شدن است. هنگامی که زمان گرمایش مشخص شده منقضی می شود، رله زمان جریان ژنراتور را قطع می کند و رله دیگری که با رله اول در هم قفل شده است، منبع آب را روشن می کند که با جت های کوچک اما قوی از سوراخ های سلف خارج می شود و قطعه را خنک می کند. .

با روش پیوسته- ترتیبی، قطعه ثابت است و سلف در طول آن حرکت می کند. در این حالت، گرمایش متوالی بخش سخت شده قطعه اتفاق می افتد، پس از آن بخش از یک دستگاه دوش که در فاصله ای از سلف قرار دارد، زیر جریان آب می افتد.

قطعات مسطح در سلف های حلقه ای و زیگزاگ سخت می شوند و چرخ دنده ها با یک ماژول کوچک در سلف های حلقه ای به طور همزمان سخت می شوند. ساختار کلان لایه سخت شده یک چرخ دنده ماشین با مدول ریز ساخته شده از فولاد درجه PPZ-55 (فولاد با سختی پذیری کاهش یافته). ریزساختار لایه سخت شده مارتنزیت ریز سوزنی شکل است.

سختی لایه سطحی قطعات سخت شده با حرارت فرکانس بالا 3-4 واحد است H.R.C. بالاتر از سختی با سخت شدن حجمی معمولی.

برای افزایش استحکام هسته، قطعات قبل از سخت شدن با حرارت با فرکانس بالا در معرض بهبود یا عادی سازی قرار می گیرند.

استفاده از گرمایش با فرکانس بالا برای سخت شدن سطح قطعات و ابزارهای ماشینی باعث می شود که مدت زمان به شدت کاهش یابد. فرآیند تکنولوژیکیحرارت درمانی. علاوه بر این، این روش امکان ساخت واحدهای مکانیزه و خودکار برای قطعات سخت‌کاری را فراهم می‌کند که در جریان عمومی کارگاه‌های ماشین‌کاری نصب می‌شوند. در نتیجه نیازی به حمل قطعات به کارگاه های حرارتی خاص نیست و از عملکرد روان اطمینان حاصل می شود. خطوط تولیدو خطوط مونتاژ

سخت شدن سطح شعله.این روش شامل حرارت دادن سطح قطعات فولادی با شعله اکسیژن-استیلن تا دمای 50 تا 60 درجه سانتی گراد بالاتر از نقطه بحرانی بالایی است. A C 3 , به دنبال آن خنک شدن سریع با دوش آب.

ماهیت فرآیند سخت شدن با شعله این است که گرمای تامین شده توسط شعله گاز از مشعل به قسمتی که در حال سخت شدن است، روی سطح آن متمرکز شده و به طور قابل توجهی از مقدار گرمای توزیع شده در اعماق فلز فراتر می رود. در نتیجه چنین میدان دمایی، سطح قطعه ابتدا به سرعت تا دمای سخت شدن گرم می شود، سپس سرد می شود و هسته قطعه عملاً سفت نشده باقی می ماند و پس از سرد شدن، ساختار و سختی خود را تغییر نمی دهد.

سخت شدن شعله برای تقویت و افزایش مقاومت به سایش قطعات فولادی بزرگ و سنگین مانند میل لنگ پرس های مکانیکی، چرخ دنده های ماژول بزرگ، دندانه های سطل بیل مکانیکی و غیره استفاده می شود. علاوه بر قطعات فولادی، قطعات ساخته شده از چدن خاکستری و پرلیتی تحت سخت شدن شعله، به عنوان مثال راهنما برای تخت ماشین های برش فلز.

سخت شدن شعلهبه چهار نوع تقسیم می شود:

الف) متوالی، هنگامی که مشعل سخت کننده با مایع خنک کننده در امتداد سطح قسمت ثابت در حال پردازش حرکت می کند.

ب) سخت شدن با چرخش، که در آن مشعل با مایع خنک کننده ثابت می ماند و قسمتی که سخت می شود می چرخد.

ج) متوالی با چرخش قطعه، زمانی که قطعه به طور مداوم می چرخد ​​و یک مشعل خاموش کننده با مایع خنک کننده در امتداد آن حرکت می کند.

د) محلی، که در آن یک قسمت ثابت توسط یک مشعل ثابت تا دمای سخت شدن معین گرم می شود و پس از آن با جریان آب خنک می شود.

روشی برای سخت شدن شعله غلتکی که با سرعت معینی می چرخد ​​و مشعل ثابت می ماند. دمای گرمایش با استفاده از میلیسکوپ کنترل می شود.

بسته به هدف قطعه، عمق لایه سخت شده معمولاً 2.5-4.5 در نظر گرفته می شود. میلی متر

عوامل اصلی موثر بر عمق سخت شدن و ساختار فولاد در حال سخت شدن عبارتند از: سرعت حرکت مشعل سخت کننده نسبت به قطعه در حال سخت شدن یا قطعه نسبت به مشعل. سرعت انتشار گاز و دمای شعله

انتخاب دستگاه های سختی گیر به شکل قطعات، روش سخت کاری و تعداد قطعات مشخص شده بستگی دارد. اگر نیاز به سفت کردن قطعات با اشکال و اندازه های مختلف و در مقادیر کم دارید، بهتر است از دستگاه های سخت کننده جهانی استفاده کنید. کارخانه ها معمولا از تاسیسات و ماشین های تراش مخصوص استفاده می کنند.

برای سخت شدن از دو نوع مشعل استفاده می شود: مدولار با ماژول از M10 تا M30 و چند شعله با نوک قابل تعویض با عرض شعله از 25 تا 85 میلی متر. از نظر ساختاری مشعل ها به گونه ای طراحی شده اند که سوراخ های شعله گاز و آب خنک کننده در یک ردیف و به صورت موازی قرار گیرند. آب از شبکه آبرسانی به مشعل ها تامین می شود و به طور همزمان برای سخت شدن قطعات و خنک کردن دهانه عمل می کند.

از استیلن و اکسیژن به عنوان گازهای قابل اشتعال استفاده می شود.

پس از سخت شدن شعله، ریزساختار در مناطق مختلف قطعه متفاوت است. لایه سخت شده سختی بالایی به دست می آورد و بدون اثر اکسیداسیون یا کربن زدایی تمیز باقی می ماند.

انتقال سازه از سطح قطعه به هسته به آرامی انجام می شود که برای افزایش دوام عملیاتی قطعات اهمیت زیادی دارد و پدیده های مضر - ترک خوردگی و کنده شدن لایه های فلزی سخت شده را کاملاً از بین می برد.

سختی با توجه به ساختار لایه سخت شده متفاوت است. در سطح قطعه 56-57 است H.R.C., و سپس به سختی کاهش می یابد که قطعه قبل از سخت شدن سطحی داشته است. برای اطمینان از سخت شدن با کیفیت بالا، به دست آوردن سختی یکنواخت و افزایش استحکام هسته، قطعات ریخته گری و آهنگری قبل از سخت شدن با شعله مطابق با شرایط عادی آنیل یا نرمال می شوند.

سطحیکلسینه شدن در الکترولیتماهیت این پدیده این است که اگر یک جریان الکتریکی مستقیم از الکترولیت عبور کند، یک لایه نازک متشکل از حباب های ریز هیدروژن روی کاتد تشکیل می شود. به دلیل هدایت الکتریکی ضعیف هیدروژن، مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی به شدت افزایش می یابد و کاتد (قسمت) تا دمای بالا گرم می شود و پس از آن سخت می شود. محلول آبی 5-10 درصد خاکستر سودا معمولاً به عنوان الکترولیت استفاده می شود.

فرآیند سخت شدن ساده است و شامل موارد زیر است. قسمتی که قرار است سخت شود در الکترولیت فرو رفته و به قطب منفی یک ژنراتور DC با ولتاژ 200-220 متصل می شود. Vو چگالی 3-4 a/cm 2در نتیجه تبدیل به کاتد می شود. بسته به اینکه کدام قسمت از قطعه در معرض سخت شدن سطحی قرار می گیرد، قطعه تا عمق مشخصی غوطه ور می شود. قطعه در عرض چند ثانیه گرم می شود و جریان قطع می شود. محیط خنک کننده همان الکترولیت است. بنابراین، حمام الکترولیت هم به عنوان یک کوره گرمایش و هم به عنوان یک مخزن خاموش کننده عمل می کند.

جریان های فرکانس بالا می توانند به طور ایده آل با انواع فرآیندهای عملیات حرارتی فلزات مقابله کنند. نصب HDTV برای سخت شدن عالی است. تا به امروز، هیچ تجهیزاتی وجود ندارد که بتواند در شرایط برابر با گرمایش القایی رقابت کند. تولید کنندگان شروع به توجه بیشتر و بیشتر به تجهیزات القایی کرده اند و آن را برای پردازش محصولات و ذوب فلز خریداری می کنند.

نصب HDTV برای سخت کردن چیست؟

نصب HDTV یک تجهیزات منحصر به فرد است که می تواند در مدت زمان کوتاهی، کیفیت بالافلز را پردازش کنید برای انجام هر عملکرد، باید یک نصب خاص را انتخاب کنید، به عنوان مثال، برای سخت شدن، بهتر است یک مجتمع سخت سازی HDTV آماده خریداری کنید، که در آن همه چیز برای سخت شدن راحت طراحی شده است.
نصب HDTV دارای طیف گسترده ای از مزایا است، اما ما همه آنها را در نظر نخواهیم گرفت، بلکه بر مواردی تمرکز خواهیم کرد که به طور خاص برای سخت شدن HDTV مناسب هستند.

1. واحد HDTV در مدت زمان کوتاهی گرم می شود و شروع به پردازش سریع فلز می کند. هنگام استفاده از گرمایش القایی، نیازی به صرف زمان اضافی برای گرمایش میانی نیست، زیرا تجهیزات بلافاصله پردازش فلز را آغاز می کنند.
2. گرمایش القایی نیازی به اضافی ندارد وسایل فنیبه عنوان مثال، در استفاده از روغن خاموش کننده. این محصول از کیفیت بالایی برخوردار است و تعداد عیوب در تولید به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
3. نصب HDTV برای کارگران سازمانی کاملاً ایمن است و همچنین کار با آن آسان است. برای اجرا و برنامه نویسی تجهیزات نیازی به استخدام پرسنل با مهارت بالا نیست.
4. جریان های فرکانس بالا امکان سخت شدن عمیق تر را فراهم می کند، زیرا گرما تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی قادر به نفوذ به عمق معین است.

نصب HDTV لیست بزرگی از مزایا دارد که فهرست کردن آنها ممکن است زمان زیادی را ببرد. با استفاده از گرمایش HDTV برای سخت شدن، هزینه های انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهید و همچنین فرصتی برای افزایش سطح بهره وری شرکت خواهید داشت.

نصب HDTV - اصل عملیات برای سخت شدن

نصب HDTV بر اساس اصل گرمایش القایی کار می کند. این اصل بر اساس قوانین ژول-لنز و فارادی-مکسول در مورد تبدیل انرژی الکتریکی بود.
ژنراتور انرژی الکتریکی را تامین می کند که از سلف عبور می کند و به یک میدان الکترومغناطیسی قدرتمند تبدیل می شود. جریان های گردابی میدان حاصل شروع به عمل می کنند و با نفوذ به فلز، به انرژی حرارتی تبدیل می شوند و شروع به پردازش محصول می کنند.