HDTV 열처리 기술. 경화용 HDTV 설치

집에서 금속을 녹이는 용광로는 예를 들어 주석 도금이나 성형 시 금속 요소를 빠르게 가열하는 데에도 사용할 수 있습니다. 제시된 설치의 작동 특성은 인덕터 및 출력 신호의 매개변수를 변경하여 특정 작업에 맞게 조정할 수 있습니다. 발전기 세트- 이것이 최대의 효율성을 달성하는 방법입니다.

유체 역학 시스템, 장치 및 어셈블리에서는 마찰, 압축 및 비틀림으로 작동하는 부품이 가장 자주 사용됩니다. 그렇기 때문에 주요 요구 사항은 표면의 충분한 경도입니다. 부품에 필요한 특성을 얻기 위해 표면은 고주파 전류(HFC)로 경화됩니다.

적용 과정에서 고주파 경화는 금속 부품 표면의 열처리에 대한 경제적이고 매우 효과적인 방법으로 입증되었으며, 이는 처리된 요소에 추가적인 내마모성과 높은 품질을 제공합니다.

HF 전류에 의한 가열은 인덕터(구리관으로 만든 나선형 요소)를 통해 교류 고주파 전류가 통과함으로써 그 주위에 자기장이 형성되어 금속에 와전류가 생성되는 현상에 기초합니다. 경화된 제품에 발열을 일으키는 부분입니다. 부품 표면에만 위치하므로 조정 가능한 특정 깊이까지 가열할 수 있습니다.

금속 표면의 고주파 경화는 가열 온도가 증가하는 표준 완전 경화와 다릅니다. 이는 두 가지 요인에 기인합니다. 그 중 첫 번째는 고속가열(펄라이트가 오스테나이트로 변태할 때), 임계점의 온도 수준이 증가합니다. 그리고 두 번째는 온도 변화가 빠를수록 금속 표면의 변형이 더 빨리 일어난다는 것입니다. 왜냐하면 이 변형은 최소한의 시간에 일어나야 하기 때문입니다.

고주파 경화를 사용할 때 평소보다 더 많은 가열이 발생한다는 사실에도 불구하고 금속의 과열이 발생하지 않는다고 말할 가치가 있습니다. 이러한 현상은 고주파 가열의 최소 시간으로 인해 철강 부품의 결정립이 증가할 시간이 없다는 사실로 설명됩니다. 또한, 가열 수준이 더 높고 냉각이 더 강하기 때문에 고주파 담금질 후 공작물의 경도는 약 2-3 HRC 증가합니다. 이는 부품 표면의 최고의 강도와 신뢰성을 보장합니다.

동시에 작동 중 부품의 내마모성을 높이는 또 다른 중요한 요소가 있습니다. 마르텐사이트 조직의 생성으로 인해 부품 상부에 압축 응력이 형성됩니다. 이러한 응력의 영향은 경화층의 작은 깊이에서 가장 두드러집니다.

경화에 사용되는 고주파 설비, 재료 및 보조 장치

완전 자동 고주파 경화 콤플렉스에는 경화 기계 및 고주파 설비(기계적 고정 시스템, 축을 중심으로 부품을 회전시키는 장치, 공작물 방향으로 인덕터 이동, 액체 또는 가스를 공급하고 펌핑하는 펌프)가 포함됩니다. 냉각용, 작동 액체 또는 가스(물/에멀젼/가스) 전환을 위한 전자기 밸브).

고주파 기계를 사용하면 공작물의 전체 높이에 걸쳐 인덕터를 이동할 수 있을 뿐만 아니라 공작물을 다양한 속도 수준으로 회전하고 인덕터의 출력 전류를 조정할 수 있으므로 올바른 모드를 선택할 수 있습니다. 경화 공정을 거쳐 공작물의 균일하고 단단한 표면을 얻습니다.

HDTV 유도 설치의 개략도 자기 조립주어졌다 .

유도 고주파 경화는 경도와 표면 경화 깊이라는 두 가지 주요 매개변수로 특징지어질 수 있습니다. 기술 사양생산 시 생산되는 유도 장치는 작동 전력 및 빈도에 따라 결정됩니다. 경화층을 생성하기 위해 40-300kVA 전력의 유도 가열 장치가 20-40킬로헤르츠 또는 40-70킬로헤르츠의 주파수에서 사용됩니다. 더 깊은 층을 강화해야 하는 경우 6~20kHz의 주파수 값을 사용하는 것이 좋습니다.

주파수 범위는 강철 등급의 범위와 제품의 경화 표면 깊이에 따라 선택됩니다. 선택에 도움이 되는 다양한 인덕션 설치 키트가 있습니다. 합리적인 선택특정 기술적 과정.

자동 경화기의 기술 매개변수는 경화에 사용되는 부품의 높이(50~250cm), 직경(1~50cm) 및 무게(최대 0.5t, 최대 1t)에 따라 결정됩니다. , 최대 2t). 높이가 1500mm 이상인 경화 복합체에는 특정 힘으로 부품을 고정하기 위한 전자 기계 시스템이 장착되어 있습니다.

부품의 고주파 경화는 두 가지 모드로 수행됩니다. 첫 번째에서는 각 장치가 운영자에 의해 개별적으로 연결되고 두 번째에서는 운영자의 개입 없이 발생합니다. 담금질 매체는 일반적으로 물, 불활성 가스 또는 오일과 유사한 열 전도성 특성을 갖는 고분자 화합물입니다. 경화 매체는 완제품에 필요한 매개변수에 따라 선택됩니다.

HDTV 경화 기술

부품 또는 표면의 경우 평평한 모양작은 직경의 경우 고정형 고주파 경화가 사용됩니다. 을 위한 성공적인 일히터와 부품의 위치는 변하지 않습니다.

평면 또는 원통형 부품 및 표면을 가공할 때 가장 자주 사용되는 연속 순차 고주파 경화를 사용하는 경우 시스템 구성 요소 중 하나가 움직여야 합니다. 이 경우 가열 장치가 부품 쪽으로 이동하거나 부품이 가열 장치 아래로 이동합니다.

한 번 회전하는 작은 원통형 부품만을 가열하기 위해 접선 유형의 연속 연속 고주파 경화가 사용됩니다.

고주파수법으로 경화시킨 후의 기어치의 금속구조

제품을 고주파 가열한 후 160~200°C의 온도에서 저온 뜨임 처리합니다. 이를 통해 제품 표면의 내마모성을 높일 수 있습니다. 템퍼링은 전기로에서 수행됩니다. 또 다른 옵션은 자체 휴가를 보내는 것입니다. 이렇게 하려면 물 공급 장치를 조금 더 일찍 꺼야 하며 이는 불완전한 냉각의 원인이 됩니다. 부품은 높은 온도를 유지하여 경화층을 낮은 템퍼링 온도로 가열합니다.

경화 후 고주파 설비를 사용하여 가열하는 전기 템퍼링도 사용됩니다. 원하는 결과를 얻으려면 표면 경화보다 더 낮은 속도로 더 깊게 가열이 수행됩니다. 필요한 난방 모드는 선택에 따라 결정될 수 있습니다.

코어의 기계적 매개변수와 공작물의 전반적인 내마모성을 개선하려면 고주파 열로 표면을 경화하기 직전에 높은 템퍼링으로 표준화 및 체적 경화를 수행해야 합니다.

HDTV 경화 적용 분야

고주파 경화는 다음 부품 제조를 위한 다양한 기술 프로세스에 사용됩니다.

• 샤프트, 축 및 핀;
• 기어, 톱니바퀴 및 림;
• 치아 또는 홈;
• 부품의 균열 및 내부 부품;
• 크레인 바퀴와 도르래.

대부분의 경우 고주파 경화는 다음으로 구성된 부품에 사용됩니다. 탄소강 0.5%의 탄소를 함유하고 있습니다. 이러한 제품은 경화 후 높은 경도를 얻습니다. 탄소의 함량이 상기보다 적으면 이러한 경도를 얻을 수 없으며, 비율이 높을수록 샤워로 냉각할 때 균열이 발생하기 쉽습니다.

대부분의 상황에서 고주파 전류로 경화하면 합금강을 보다 저렴한 탄소강으로 대체할 수 있습니다. 이는 깊은 경화성 및 표면층의 왜곡 감소와 같은 합금 첨가제가 포함된 강의 장점이 일부 제품에서는 그 중요성을 잃기 때문이라고 설명할 수 있습니다. ~에 고주파 경화금속이 더 강해지고 내마모성이 증가합니다. 탄소강과 마찬가지로 크롬, 크롬-니켈, 크롬-실리콘 및 합금 첨가제 비율이 낮은 기타 여러 유형의 강철이 사용됩니다.

방법의 장점과 단점

HF 전류를 이용한 경화의 장점:

• 완전 자동 프로세스;
• 어떤 형태의 제품으로도 작업할 수 있습니다.
• 그을음 없음;
• 최소한의 변형;
• 경화된 표면의 깊이 수준의 가변성;
• 경화층의 개별적으로 결정된 매개변수.

단점은 다음과 같습니다.

• 다양한 모양의 부품을 위한 특수 인덕터를 만들어야 할 필요성;
• 난방 및 냉방 수준 조절의 어려움;
• 장비 비용이 높다.

개별 생산에서 고주파 전류로 경화를 사용할 가능성은 거의 없지만 크랭크 샤프트, 기어, 부싱, 스핀들, 냉간 압연 샤프트 등의 제조와 같은 대량 흐름에서는 고주파 전류 경화가 가능합니다. 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

많은 중요한 부품이 마모되고 동시에 충격 하중에 노출됩니다. 이러한 부품은 높은 표면 경도와 우수한 내마모성을 가져야 하며 동시에 부서지기 쉽지 않아야 합니다. 즉, 충격에 의해 파괴되지 않아야 합니다.

표면 경화를 통해 견고하고 강한 코어를 유지하면서 부품의 높은 표면 경도를 달성합니다.

에서 현대적인 방법표면 경화는 기계 공학에서 가장 널리 사용됩니다. 경화가열되면 고주파 전류(HFC); 화염 경화 및 전해질 경화.

하나 또는 다른 표면 경화 방법의 선택은 기술적, 경제적 타당성에 따라 결정됩니다.

고주파 전류로 가열하여 경화시킵니다.이 방법은 금속 표면 경화의 가장 생산성이 높은 방법 중 하나입니다. 이 방법의 발견과 기술 기반의 개발은 재능 있는 러시아 과학자 V. P. Vologdin의 것입니다.

고주파 가열은 다음과 같은 현상에 기초합니다. 변수를 통과할 때 전류구리 인덕터를 통해 고주파수를 발생시키면 후자 주변에 자기장이 형성되어 인덕터에 있는 강철 부분을 관통하여 그 안에 푸코 와전류를 유도합니다. 이러한 전류는 금속의 가열을 유발합니다.

난방 기능 HDTV강철에 유도된 와전류가 부품 단면에 고르게 분포되지 않고 표면쪽으로 밀려난다는 것입니다. 와전류의 고르지 않은 분포는 고르지 않은 가열로 이어집니다. 표면층은 매우 빠르게 고온으로 가열되고 코어는 강철의 열전도율로 인해 전혀 가열되지 않거나 약간 가열됩니다. 전류가 통과하는 층의 두께를 침투 깊이라고 하며 문자 δ로 표시합니다.

층 두께는 주로 교류 주파수, 금속 저항률 및 투자율에 따라 달라집니다. 이 의존성은 공식에 의해 결정됩니다

δ = 5.03-10 4 (ρ/μν)의 근 mm,

여기서 ρ는 전기 저항률이고, 옴 mm 2 /m;

μ, - 투자율, gs/e;

V - 빈도, 헤르츠.

공식으로부터 주파수가 증가함에 따라 유도 전류의 침투 깊이가 감소한다는 것을 알 수 있습니다. 부품의 유도 가열을 위한 고주파 전류는 발전기로부터 얻어집니다.

현재 주파수를 선택할 때 가열층 외에도 고품질 표면 경화를 얻고 고주파 설비의 전기 에너지를 경제적으로 사용하려면 부품의 모양과 치수를 고려해야 합니다.

구리 인덕터는 부품의 고품질 가열에 매우 중요합니다.

가장 일반적인 인덕터에는 내부에 냉각수가 공급되는 작은 구멍 시스템이 있습니다. 이러한 인덕터는 가열 및 냉각 장치입니다. 인덕터에 장착된 부품이 설정 온도까지 가열되면 자동으로 전류가 차단되고 인덕터의 구멍에서 물이 흘러나와 스프레이(워터 샤워)로 부품 표면을 냉각시킵니다.

샤워 장치가 없는 인덕터에서도 부품을 가열할 수 있습니다. 이러한 인덕터에서는 가열 후 부품을 담금질 탱크에 넣습니다.

고주파 경화는 주로 동시 및 연속 순차 방법을 사용하여 수행됩니다. 동시 방법을 사용하면 경화되는 부품이 고정된 인덕터 내부에서 회전하며, 너비는 경화되는 영역과 같습니다. 지정된 가열 시간이 만료되면 시간 릴레이가 발전기의 전류를 끄고 첫 번째 릴레이와 연동된 다른 릴레이가 물 공급을 켜서 작지만 강한 제트로 인덕터 구멍에서 터져 부품을 냉각시킵니다. .

연속 순차 방법을 사용하면 부품이 고정되어 있고 인덕터가 부품을 따라 움직입니다. 이 경우 부품의 경화된 부분이 순차적으로 가열된 후 해당 부분이 인덕터에서 어느 정도 떨어진 곳에 위치한 샤워 장치의 물줄기 아래로 떨어집니다.

평평한 부품은 루프 및 지그재그 인덕터에서 경화되고 작은 모듈이 있는 기어는 링 인덕터에서 동시에 경화됩니다. 강철 등급 PPZ-55(경화성이 감소된 강철)로 만들어진 미세 모듈러스 자동차 기어의 경화층의 매크로 구조. 경화층의 미세조직은 미세한 바늘 모양의 마르텐사이트입니다.

고주파 가열로 경화된 부품의 표층 경도는 3~4 단위입니다. H.R.C. 기존의 체적 경화에 의한 경도보다 높습니다.

코어의 강도를 높이기 위해 부품을 개선하거나 표준화한 후 고주파 열로 경화시킵니다.

애플리케이션 난방 HDTV기계 부품 및 공구의 표면 경화를 위해 열처리 공정 시간을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 또한 이 방법을 사용하면 가공 공장의 일반적인 흐름에 설치되는 부품 경화용 기계화 및 자동화 장치를 제조할 수 있습니다. 결과적으로 부품을 특수 열공장으로 운반할 필요가 없으며 원활한 작동이 보장됩니다. 생산 라인그리고 조립 라인.

화염 표면 경화.산소-아세틸렌 불꽃으로 철재 부품의 표면을 상임계점보다 50~60°C 높은 온도로 가열하는 방법입니다. 에이씨 3 , 그런 다음 물 샤워를 통해 급속 냉각합니다.

화염 경화 공정의 핵심은 가스 화염에 의해 버너에서 경화되는 부품으로 공급되는 열이 표면에 집중되어 금속 깊숙히 분포되는 열량을 훨씬 초과한다는 것입니다. 이러한 온도장의 결과로 부품의 표면은 먼저 경화 온도까지 빠르게 가열된 다음 냉각되고 부품의 코어는 실제로 경화되지 않은 상태로 유지되며 냉각 후에도 구조와 경도가 변하지 않습니다.

화염 경화는 기계식 프레스의 크랭크 샤프트, 대형 모듈 기어, 굴삭기 버킷 톱니 등과 같은 크고 무거운 강철 부품의 내마모성을 강화하고 증가시키는 데 사용됩니다. 강철 부품 외에도 회주철 및 펄라이트 주철로 만든 부품이 있습니다. 예를 들어 금속 절단 기계 베드용 가이드와 같이 화염 경화를 받습니다.

화염경화 4가지 유형으로 나뉜다:

a) 순차적으로, 냉각제가 포함된 경화 토치가 가공 중인 고정 부품의 표면을 따라 이동할 때

b) 냉각제가 들어 있는 버너는 고정 상태로 유지되고 경화되는 부분은 회전하는 회전 경화;

c) 부품이 연속적으로 회전하고 냉각제가 포함된 담금질 토치가 부품을 따라 이동할 때 부품의 회전과 순차적으로 진행됩니다.

d) 고정 부품을 고정 버너에 의해 주어진 경화 온도까지 가열한 후 물줄기를 사용하여 냉각시키는 로컬 방식입니다.

일정한 속도로 회전하고 버너는 고정된 상태로 유지되는 롤러를 화염 경화시키는 방법입니다. 가열 온도는 밀리스코프를 사용하여 제어됩니다.

부품의 목적에 따라 경화층의 깊이는 일반적으로 2.5-4.5로 간주됩니다. mm.

경화 깊이와 경화되는 강철의 구조에 영향을 미치는 주요 요인은 경화되는 부품 또는 버너에 대한 부품에 대한 경화 버너의 이동 속도입니다. 가스 방출 속도 및 화염 온도.

경화 기계의 선택은 부품의 모양, 경화 방법 및 지정된 부품 수에 따라 다릅니다. 다양한 모양과 크기의 부품을 소량으로 경화해야 하는 경우 범용 경화기를 사용하는 것이 더 좋습니다. 공장에서는 일반적으로 특수 설비와 선반을 사용합니다.

경화를 위해 두 가지 유형의 버너가 사용됩니다. M10에서 M30까지의 모듈이 있는 모듈식 버너와 불꽃 폭이 25에서 85까지인 교체 가능한 팁이 있는 다중 불꽃입니다. mm. 구조적으로 버너는 가스 불꽃과 냉각수 구멍이 한 줄로 평행하게 위치하도록 설계되었습니다. 물은 급수망에서 버너로 공급되며 동시에 부품을 경화시키고 마우스피스를 냉각시키는 역할을 합니다.

가연성 가스로는 아세틸렌과 산소가 사용됩니다.

화염 경화 후 부품의 다양한 영역의 미세 구조가 다릅니다. 경화층은 높은 경도를 얻고 산화나 탈탄의 흔적 없이 깨끗한 상태를 유지합니다.

부품 표면에서 코어로의 구조 전환이 원활하게 이루어지며 이는 부품의 작동 내구성을 높이고 경화된 금속층의 균열 및 박리와 같은 유해한 현상을 완전히 제거하는 데 매우 중요합니다.

경화층의 구조에 따라 경도가 달라집니다. 부품 표면에는 56-57 H.R.C., 그런 다음 부품이 표면 경화되기 전의 경도로 감소합니다. 제공하기 위해 고품질경화, 균일한 경도 획득 및 코어 강도 증가, 화염 경화 전의 주조 및 단조 부품은 일반 모드에 따라 어닐링 또는 표준화됩니다.

표면적전해질에서 하소.이 현상의 핵심은 전해질에 직접 전류를 흘려보내면 작은 수소 기포로 구성된 얇은 층이 음극에 형성된다는 것입니다. 수소는 전기 전도도가 낮기 때문에 전류 통과에 대한 저항이 크게 증가하고 음극(부품)이 다음 온도까지 가열됩니다. 높은 온도, 그 후에는 경화됩니다. 일반적으로 5~10% 소다회 수용액이 전해질로 사용됩니다.

경화 과정은 간단하며 다음과 같이 구성됩니다. 경화되는 부분을 전해질에 담그고 전압 200-220의 DC 발전기의 음극에 연결합니다. V밀도 3-4 a/cm 2결과적으로 음극이 됩니다. 부품의 어느 부분이 표면 경화되는지에 따라 부품이 특정 깊이까지 침지됩니다. 부품은 몇 초 안에 가열되고 전류가 꺼집니다. 냉각 매체는 동일한 전해질입니다. 따라서 전해질조는 가열로와 담금조 역할을 동시에 수행합니다.