Palakasan 

Pag-install ng induction heating para sa high-frequency hardening ng mga bahagi. Kagamitan para sa hardening HDTV. Mga kalamangan ng hardening na may mataas na dalas ng alon

Ang induction heating ay nangyayari bilang resulta ng paglalagay ng workpiece malapit sa isang alternating conductor agos ng kuryente, na tinatawag na inductor. Kapag ang isang high frequency current (HFC) ay dumaan sa isang inductor, ang isang electromagnetic field ay nilikha at, kung ang isang metal na produkto ay matatagpuan sa field na ito, kung gayon ang isang electromotive force ay nasasabik dito, na nagiging sanhi ng pagpasa sa produkto. alternating current ang parehong dalas ng kasalukuyang inductor.

Sa ganitong paraan, ang isang thermal effect ay sapilitan, na nagiging sanhi ng pag-init ng produkto. Ang thermal power P na inilabas sa pinainit na bahagi ay magiging katumbas ng:

kung saan ang K ay isang koepisyent depende sa pagsasaayos ng produkto at sa laki ng puwang na nabuo sa pagitan ng mga ibabaw ng produkto at ng inductor; Iin - kasalukuyang lakas; f - kasalukuyang dalas (Hz); r - electrical resistivity (Ohm cm); m – magnetic permeability (G/E) ng bakal.

Bawat proseso induction heating Ang isang pisikal na kababalaghan na tinatawag na epekto sa ibabaw (balat) ay may malaking impluwensya: ang agos ay higit na naiimpluwensyahan sa mga layer ng ibabaw, at sa mataas na frequency ang kasalukuyang density sa core ng bahagi ay mababa. Ang lalim ng pinainit na layer ay tinatantya ng formula:

Ang pagtaas ng dalas ng kasalukuyang ginagawang posible na tumutok ng makabuluhang kapangyarihan sa isang maliit na dami ng pinainit na bahagi. Salamat sa ito, ang high-speed (hanggang 500 C/sec) na pag-init ay natanto.

Mga parameter ng induction heating

Ang induction heating ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong mga parameter: density ng kapangyarihan, tagal ng pag-init at kasalukuyang dalas. Ang partikular na kapangyarihan ay ang kapangyarihan na na-convert sa init bawat 1 cm2 ng ibabaw ng pinainit na metal (kW/cm2). Ang rate ng pag-init ng produkto ay nakasalalay sa tiyak na kapangyarihan: mas mataas ito, mas mabilis ang pag-init.

Ang tagal ng pag-init ay tumutukoy sa kabuuang halaga ng thermal energy na inilipat, at, nang naaayon, ang temperatura na nakamit. Mahalaga rin na isaalang-alang ang dalas ng kasalukuyang, dahil ang lalim ng matigas na layer ay nakasalalay dito. Ang dalas ng kasalukuyang at ang lalim ng pinainit na layer ay nasa kabaligtaran na relasyon (pangalawang formula). Kung mas mataas ang dalas, mas maliit ang pinainit na dami ng metal. Sa pamamagitan ng pagpili ng tiyak na halaga ng kapangyarihan, tagal ng pag-init at kasalukuyang dalas, posible na baguhin sa loob ng isang malawak na hanay ang panghuling mga parameter ng induction heating - ang katigasan at lalim ng hardened layer sa panahon ng hardening o ang heated volume kapag heating para sa stamping.

Sa pagsasagawa, ang kinokontrol na mga parameter ng pag-init ay ang mga de-koryenteng parameter ng kasalukuyang generator (kapangyarihan, kasalukuyang, boltahe) at tagal ng pag-init. Gamit ang mga pyrometer, ang temperatura ng pag-init ng metal ay maaari ding maitala. Ngunit mas madalas ay hindi na kailangan para sa patuloy na kontrol ng temperatura, dahil ang pinakamainam na mode ng pag-init ay napili, na nagsisiguro pare-pareho ang kalidad pagsusubo o pag-init ng HDTV. Ang pinakamainam na hardening mode ay pinili sa pamamagitan ng pagbabago ng mga de-koryenteng parameter. Sa ganitong paraan, ang ilang bahagi ay tumigas. Susunod, ang mga bahagi ay sumasailalim sa pagsusuri sa laboratoryo na may pagtatala ng katigasan, microstructure, pamamahagi ng hardened layer sa lalim at eroplano. Kapag underheated, ang natitirang ferrite ay sinusunod sa istraktura ng hypoeutectoid steels; Kapag sobrang init, lilitaw ang coarse-needle martensite. Ang mga palatandaan ng mga depekto kapag pinainit ang HDTV ay kapareho ng sa mga klasikal na teknolohiya ng paggamot sa init.

Kapag pinatigas ang ibabaw, ang high-frequency na pag-init ay isinasagawa sa higit sa mataas na temperatura kaysa sa maginoo volumetric hardening. Ito ay dahil sa dalawang dahilan. Una, sa napakataas na rate ng pag-init, ang mga temperatura ng mga kritikal na punto kung saan nagaganap ang paglipat ng pearlite sa austenite ay tumataas, at pangalawa, kinakailangan na ang pagbabagong ito ay makumpleto sa loob ng napakaikling oras ng pag-init at paghawak.

Sa kabila ng katotohanan na ang pag-init sa panahon ng high-frequency na hardening ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura kaysa sa panahon ng normal na hardening, ang metal ay hindi nag-overheat. Nangyayari ito dahil ang butil sa bakal ay walang oras na lumago sa napakaikling panahon. Dapat ding tandaan na, kumpara sa volumetric hardening, ang katigasan pagkatapos ng high-frequency hardening ay mas mataas ng humigit-kumulang 2-3 HRC units. Nagbibigay ito ng mas mataas na resistensya sa pagsusuot at katigasan ng ibabaw ng bahagi.

Mga kalamangan ng hardening na may mataas na dalas ng alon

  • mataas na produktibidad ng proseso
  • kadalian ng pagsasaayos ng kapal ng pinatigas na layer
  • minimal warping
  • halos kumpletong kawalan sukat
  • posibilidad ng kumpletong automation ng buong proseso
  • posibilidad ng paglalagay ng hardening unit sa daloy ng machining.

Kadalasan, ang surface high-frequency hardening ay inilalapat sa mga bahaging gawa sa carbon steel na may nilalamang 0.4-0.5% C. Ang mga bakal na ito, pagkatapos ng pagtigas, ay may katigasan sa ibabaw na HRC 55-60. Sa mas mataas na nilalaman ng carbon mayroong panganib ng mga bitak dahil sa biglaang paglamig. Kasama ng mga carbon steel, ginagamit din ang low-alloy chromium, chromium-nickel, chromium-silicon at iba pang steels.

Kagamitan para sa pagsasagawa ng induction hardening (HFC)

Ang induction hardening ay nangangailangan ng espesyal kagamitan sa teknolohiya, na kinabibilangan ng tatlong pangunahing bahagi: isang pinagmumulan ng kuryente - isang high-frequency na kasalukuyang generator, isang inductor at isang aparato para sa mga gumagalaw na bahagi sa makina.

Ang mga high-frequency na kasalukuyang generator ay mga de-koryenteng makina na naiiba sa mga pisikal na prinsipyo ng pagbuo ng electric current sa kanila.

  1. Ang mga elektronikong aparato ay tumatakbo sa prinsipyo ng mga vacuum tube na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating current ng mataas na dalas - mga generator ng tubo.
  2. Ang mga de-koryenteng aparatong makina ay nagpapatakbo sa prinsipyo ng pag-induce ng electric current sa isang konduktor na gumagalaw sa isang magnetic field, na nagko-convert ng tatlong-phase na pang-industriya na dalas ng kasalukuyang sa alternating kasalukuyang ng mataas na dalas - mga generator ng makina.
  3. Mga aparatong semiconductor na tumatakbo sa prinsipyo ng mga aparatong thyristor na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating current ng mataas na dalas - mga thyristor converter (static generators).

Ang mga generator ng lahat ng uri ay naiiba sa dalas at kapangyarihan ng nabuong kasalukuyang

Mga uri ng generator Power, kW Frequency, kHz Efficiency

Lamp 10 - 160 70 - 400 0.5 - 0.7

Makina 50 - 2500 2.5 - 10 0.7 - 0.8

Thyristor 160 - 800 1 - 4 0.90 - 0.95

Ang pagpapatigas ng ibabaw ng maliliit na bahagi (mga karayom, mga contact, mga tip sa tagsibol) ay isinasagawa gamit ang mga microinduction generator. Ang dalas na kanilang ginawa ay umabot sa 50 MHz, ang oras ng pag-init para sa hardening ay 0.01-0.001 s.

Mga paraan ng pagpapatigas ng HDTV

Batay sa proseso ng pag-init, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng induction na tuloy-tuloy-sunod na hardening at sabay-sabay na hardening.

Patuloy-sunod-sunod na hardening ginagamit para sa mahabang bahagi ng pare-parehong cross-section (shafts, axles, flat surface ng mahabang produkto). Ang pinainit na bahagi ay gumagalaw sa inductor. Ang lugar ng bahagi na nasa isang tiyak na sandali sa zone ng impluwensya ng inductor ay pinainit sa temperatura ng pagsusubo. Sa exit mula sa inductor, ang seksyon ay pumapasok sa sprayer cooling zone. Ang kawalan ng paraan ng pag-init na ito ay ang mababang produktibidad ng proseso. Upang madagdagan ang kapal ng matigas na layer, kinakailangan upang madagdagan ang tagal ng pag-init sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilis ng paggalaw ng bahagi sa inductor. Sabay-sabay na pagpapatigas nagsasangkot ng sabay-sabay na pag-init ng buong ibabaw upang matigas.

Self-tempering effect pagkatapos ng hardening

Matapos makumpleto ang pag-init, ang ibabaw ay pinalamig ng shower o isang stream ng tubig nang direkta sa inductor o sa isang hiwalay na cooling device. Ang paglamig na ito ay nagbibigay-daan sa pagpapatigas ng anumang pagsasaayos. Sa pamamagitan ng paglamig ng dosing at pagbabago ng tagal nito, posible na matanto ang epekto ng self-tempering sa bakal. Ang epektong ito ay binubuo sa pag-alis ng init na naipon sa panahon ng pag-init sa core ng bahagi sa ibabaw. Sa madaling salita, kapag ang ibabaw na layer ay lumamig at sumailalim sa martensitic transformation, ang isang tiyak na halaga ng thermal energy ay nananatili pa rin sa subsurface layer, ang temperatura na maaaring umabot sa mababang temperatura ng tempering. Matapos huminto ang paglamig, ang enerhiyang ito ay ililipat sa ibabaw dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Kaya, hindi na kailangan para sa karagdagang mga operasyon ng tempering ng bakal.

Disenyo at paggawa ng mga inductors para sa hardening ng mga high-frequency frequency

Ang inductor ay gawa sa mga tubo na tanso kung saan ang tubig ay ipinapasa sa panahon ng proseso ng pag-init. Pinipigilan nito ang sobrang pag-init at pagkasunog ng mga inductor sa panahon ng operasyon. Ang mga inductor ay ginawa din na pinagsama sa isang hardening device - isang sprayer: sa panloob na ibabaw ng naturang mga inductor ay may mga butas kung saan dumadaloy ang coolant sa pinainit na bahagi.

Para sa pare-parehong pag-init, kinakailangan na gawin ang inductor sa paraang ang distansya mula sa inductor sa lahat ng mga punto sa ibabaw ng produkto ay pareho. Karaniwan ang distansya na ito ay 1.5-3 mm. Kapag pinatigas ang isang produkto ng isang simpleng hugis, ang kundisyong ito ay madaling matugunan. Upang matiyak ang pare-parehong hardening, ang bahagi ay dapat ilipat at (o) paikutin sa inductor. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na aparato - mga sentro o hardening table.

Ang pagbuo ng disenyo ng isang inductor ay nagsasangkot ng una sa lahat ng pagtukoy sa hugis nito. Sa kasong ito, ang mga ito ay batay sa hugis at sukat ng produkto na pinatigas at ang paraan ng hardening. Bilang karagdagan, kapag gumagawa ng mga inductor, ang likas na katangian ng paggalaw ng bahagi na may kaugnayan sa inductor ay isinasaalang-alang. Ang kahusayan at pagganap ng pag-init ay isinasaalang-alang din.

Ang pagpapalamig ng mga bahagi ay maaaring gamitin sa tatlong mga opsyon: water showering, daloy ng tubig, paglulubog ng bahagi sa isang quenching medium. Ang paglamig ng shower ay maaaring isagawa kapwa sa mga inductor-sprayer at sa mga espesyal na hardening chamber. Ang paglamig ng daloy ay nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng labis na presyon ng mga 1 atm, na nag-aambag sa higit na pare-parehong paglamig ng bahagi. Upang matiyak ang masinsinan at pare-parehong paglamig, kinakailangan na ang tubig ay gumagalaw kasama ang pinalamig na ibabaw sa bilis na 5-30 m/sec.

Lakas ng mga elemento sa partikular na kritikal mga istrukturang bakal higit sa lahat ay nakasalalay sa kondisyon ng mga node. Ang ibabaw ng mga bahagi ay may mahalagang papel. Upang mabigyan ito ng kinakailangang katigasan, tibay o lagkit, isinasagawa ang mga operasyon ng paggamot sa init. Palakasin ang ibabaw ng mga bahagi iba't ibang pamamaraan. Ang isa sa mga ito ay nagpapatigas na may mataas na dalas ng mga alon, iyon ay, HDTV. Ito ay isa sa mga pinaka-karaniwan at napaka-produktibong pamamaraan sa panahon ng malakihang produksyon ng iba't ibang mga elemento ng istruktura.

Ang ganitong paggamot sa init ay inilalapat kapwa sa buong bahagi at sa mga indibidwal na seksyon. Sa kasong ito, ang layunin ay upang makamit ang ilang mga antas ng lakas, sa gayon ay madaragdagan ang buhay ng serbisyo at pagganap.

Ang teknolohiya ay ginagamit upang palakasin ang mga bahagi ng teknolohikal na kagamitan at transportasyon, pati na rin para sa pagpapatigas ng iba't ibang mga tool.

Ang kakanyahan ng teknolohiya

Ang pagpapatigas ng HDTV ay isang pagpapabuti mga katangian ng lakas mga bahagi dahil sa kakayahan ng isang electric current (na may variable na amplitude) na tumagos sa ibabaw ng bahagi, na sumasailalim sa pag-init. Ang lalim ng pagtagos dahil sa magnetic field ay maaaring iba. Kasabay ng pag-init at pagpapatigas sa ibabaw, ang core ng pagpupulong ay maaaring hindi uminit sa lahat o maaaring bahagyang tumaas ang temperatura nito. Ang ibabaw na layer ng workpiece ay bumubuo ng kinakailangang kapal, sapat para sa pagpasa ng electric current. Ang layer na ito ay kumakatawan sa lalim ng pagtagos ng electric current.

Napatunayan iyon ng mga eksperimento Ang pagtaas sa kasalukuyang dalas ay nakakatulong upang mabawasan ang lalim ng pagtagos. Ang katotohanang ito ay nagbubukas ng mga pagkakataon para sa regulasyon at paggawa ng mga bahagi na may kaunting hardened layer.

Ang paggamot sa init ng HDTV ay isinasagawa sa mga espesyal na pag-install - mga generator, multiplier, frequency converter, na nagpapahintulot sa pagsasaayos sa kinakailangang hanay. Bilang karagdagan sa mga katangian ng dalas, ang pangwakas na hardening ay naiimpluwensyahan ng mga sukat at hugis ng bahagi, ang materyal ng paggawa at ang inductor na ginamit.

Ang sumusunod na pattern ay naihayag din - mas maliit ang produkto at mas simple ang hugis nito, mas mahusay ang proseso ng hardening. At the same time, bumababa din kabuuang pagkonsumo pag-install ng kuryente.

Ang inductor ay tanso. Kadalasan mayroong karagdagang mga butas sa panloob na ibabaw na idinisenyo upang magbigay ng tubig sa panahon ng paglamig. Sa kasong ito, ang proseso ay sinamahan ng pangunahing pag-init at kasunod na paglamig nang walang kasalukuyang supply. Ang mga pagsasaayos ng inductor ay iba. Ang napiling device ay direktang nakasalalay sa workpiece na pinoproseso. Ang ilang mga aparato ay walang mga butas. Sa ganoong sitwasyon, ang bahagi ay pinalamig sa isang espesyal na tangke ng pagsusubo.

Ang pangunahing kinakailangan para sa proseso ng high-frequency na hardening ay upang mapanatili ang isang pare-parehong agwat sa pagitan ng inductor at ng produkto. Kapag pinapanatili ang isang naibigay na agwat, ang kalidad ng hardening ay nagiging pinakamataas.

Maaaring gawin ang hardening sa isa sa mga sumusunod na paraan::

  • Continuous-sequential: ang bahagi ay nakatigil, at ang inductor ay gumagalaw kasama ang axis nito.
  • Sabay-sabay: gumagalaw ang produkto, at gumagalaw ang inductor vice versa.
  • Sequential: magkakasunod na pinoproseso ang iba't ibang bahagi.

Mga tampok ng pag-install ng induction

Ang pag-install para sa high-frequency hardening ay isang high-frequency generator kasama ng isang inductor. Ang workpiece ay matatagpuan pareho sa inductor mismo at sa tabi nito. Ito ay binubuo ng isang likid kung saan ang isang tansong tubo ay nasugatan.

Ang isang alternating electric current na dumadaan sa isang inductor ay lumilikha ng isang electromagnetic field na tumagos sa workpiece. Pinipukaw nito ang pagbuo ng mga eddy currents (Foucault currents), na pumapasok sa istraktura ng bahagi at nagpapataas ng temperatura nito.

Ang pangunahing tampok ng teknolohiya– pagtagos ng eddy current sa ibabaw na istraktura ng metal.

Ang pagtaas ng dalas ay nagbubukas ng posibilidad ng pag-concentrate ng init sa isang maliit na lugar ng bahagi. Pinapataas nito ang rate ng pagtaas ng temperatura at maaaring umabot ng hanggang 100 – 200 degrees/sec. Ang antas ng katigasan ay tumataas sa 4 na mga yunit, na hindi kasama sa panahon ng volumetric hardening.

Induction heating - mga katangian

Ang antas ng induction heating ay nakasalalay sa tatlong mga parameter - tiyak na kapangyarihan, oras ng pag-init, dalas ng electric current. Tinutukoy ng kapangyarihan ang oras na ginugol sa pag-init ng bahagi. Alinsunod dito, na may mas malaking halaga, mas kaunting oras ang ginugol.

Ang oras ng pag-init ay nailalarawan sa kabuuang dami ng init na ginugol at nabuo ang temperatura. Ang dalas, tulad ng nabanggit sa itaas, ay tumutukoy sa lalim ng pagtagos ng mga alon at ang matigas na layer na nabuo. Ang mga katangiang ito ay may kabaligtaran na ugnayan. Habang tumataas ang dalas, bumababa ang volumetric na masa ng pinainit na metal.

Ito ang 3 mga parameter na nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang antas ng katigasan at lalim ng layer, pati na rin ang dami ng pag-init, sa isang malawak na hanay.

Ipinapakita ng pagsasanay na ang mga katangian ay kinokontrol set ng generator(boltahe, kapangyarihan at kasalukuyang mga halaga), pati na rin ang oras ng pag-init. Ang antas ng pag-init ng bahagi ay maaaring kontrolin gamit ang isang pyrometer. Gayunpaman, sa pangkalahatan, ang patuloy na pagsubaybay sa temperatura ay hindi kinakailangan dahil Mayroong pinakamainam na mga mode ng pag-init ng HDTV na nagsisiguro ng matatag na kalidad. Ang naaangkop na mode ay pinili na isinasaalang-alang ang mga nabagong katangian ng elektrikal.

Pagkatapos ng hardening, ang produkto ay ipinadala sa laboratoryo para sa pagsubok. Ang katigasan, istraktura, lalim at eroplano ng ipinamahagi na hardening layer ay pinag-aralan.

Pagpapatigas ng ibabaw HDTV sinamahan ng mataas na init kumpara sa karaniwang proseso. Ito ay ipinaliwanag sa sumusunod na paraan. Una sa lahat, ang isang mataas na rate ng pagtaas ng temperatura ay nag-aambag sa pagtaas ng mga kritikal na punto. Pangalawa, kinakailangan upang matiyak ang pagkumpleto ng pagbabagong-anyo ng pearlite sa austenite sa maikling panahon.

Ang high-frequency hardening, kung ihahambing sa maginoo na proseso, ay sinamahan ng mas mataas na pag-init. Gayunpaman, ang metal ay hindi nag-overheat. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang butil-butil na mga elemento sa istraktura ng bakal ay walang oras upang lumago sa isang minimum na oras. Bilang karagdagan, ang volumetric hardening ay may mas mababang lakas ng hanggang sa 2-3 mga yunit. Pagkatapos ng high-frequency hardening, ang bahagi ay may mas mataas na wear resistance at tigas.

Paano pinipili ang temperatura?

Dapat na may kasamang pagsunod sa teknolohiya Ang tamang desisyon saklaw ng temperatura. Talaga, ang lahat ay depende sa metal na pinoproseso.

Ang bakal ay inuri sa ilang uri:

  • Hypoeutectoid - nilalaman ng carbon hanggang sa 0.8%;
  • Hypereutectoid - higit sa 0.8%.

Ang hypoeutectoid steel ay pinainit hanggang sa itaas lamang ng kinakailangan upang ma-convert ang pearlite at ferrite sa austenite. Saklaw mula 800 hanggang 850 degrees. Pagkatapos nito, ang bahagi na may mataas na bilis lumalamig. Pagkatapos ng mabilis na paglamig, ang austenite ay nagiging martensite, na may mataas na tigas at lakas. Sa maikling oras ng paghawak, ang austenite na may pinong butil na istraktura, pati na rin ang pinong karayom ​​na martensite, ay nakuha. Ang bakal ay nakakakuha ng mataas na tigas at mababang brittleness.

Ang hypereutectoid steel ay hindi gaanong umiinit. Saklaw mula 750 hanggang 800 degrees. Sa kasong ito, ang hindi kumpletong hardening ay ginaganap. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang naturang temperatura ay ginagawang posible upang mapanatili sa istraktura ang isang tiyak na dami ng cementite, na may mas mataas na katigasan kumpara sa martensite. Sa mabilis na paglamig, ang austenite ay nagiging martensite. Ang cementite ay pinapanatili ng maliliit na inklusyon. Ang zone ay nagpapanatili din ng carbon na hindi pa ganap na natunaw at naging solid carbide.

Mga kalamangan ng teknolohiya

  • Mga mode ng pagkontrol;
  • Pagpapalit ng haluang metal na bakal na may carbon steel;
  • Unipormeng proseso ng pag-init ng produkto;
  • Ang kakayahang hindi init ang buong bahagi nang lubusan. Nabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya;
  • Mataas na nagreresultang lakas ng naprosesong workpiece;
  • Walang proseso ng oksihenasyon, walang carbon ang nasusunog;
  • Walang microcracks;
  • Walang mga warped point;
  • Pag-init at pagpapatigas ng ilang mga lugar ng mga produkto;
  • Pagbawas ng oras na ginugol sa pamamaraan;
  • Pagpapakilala ng mga high-frequency na pag-install sa mga linya ng produksyon sa panahon ng paggawa ng mga bahagi.

Bahid

Ang pangunahing kawalan ng teknolohiyang isinasaalang-alang ay ang makabuluhang presyo ng pag-install. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang pagiging posible ng paggamit ay nabibigyang-katwiran lamang sa malakihang produksyon at hindi kasama ang posibilidad na gawin ang trabaho sa iyong sarili sa bahay.

Pag-aralan ang operasyon at prinsipyo ng pagpapatakbo ng pag-install nang mas detalyado sa ipinakita na mga video.

Ang isang high-frequency na kasalukuyang ay nabuo sa pag-install salamat sa isang inductor at ginagawang posible na magpainit ng isang produkto na inilagay malapit sa inductor. Ang pag-install ng induction ay perpekto para sa pagpapatigas ng mga produktong metal. Nasa pag-install ng HDTV na malinaw mong mai-program: ang nais na lalim ng pagpasok ng init, oras ng hardening, temperatura ng pag-init at proseso ng paglamig.

Sa kauna-unahang pagkakataon, ginamit ang kagamitan sa induction para sa pagpapatigas pagkatapos ng isang panukala na natanggap mula sa V.P. Volodin noong 1923. Pagkatapos ng maraming pagsubok at pagsubok ng high-frequency heating, nagsimula itong gamitin para sa pagpapatigas ng bakal noong 1935. Ang mga high-frequency hardening installation ay ang pinaka-produktibong paraan ng heat treatment ng mga produktong metal.

Bakit ang induction ay mas mahusay para sa hardening

Ang high-frequency na hardening ng mga bahagi ng metal ay isinasagawa upang mapataas ang paglaban ng tuktok na layer ng produkto sa pinsala sa makina, habang ang sentro ng workpiece ay nadagdagan ang lagkit. Mahalagang tandaan na ang core ng produkto ay nananatiling ganap na hindi nagbabago sa panahon ng high-frequency hardening.
Ang pag-install ng induction ay may maraming napakahalagang pakinabang kumpara sa mga alternatibong uri pag-init: kung dati ang mga pag-install ng HDTV ay mas malaki at hindi maginhawa, ngayon ang disbentaha na ito ay naitama, at ang kagamitan ay naging unibersal para sa paggamot sa init ng mga produktong metal.

Mga kalamangan ng kagamitan sa induction

Ang isa sa mga disadvantages ng isang induction hardening unit ay ang kawalan ng kakayahang iproseso ang ilang mga produkto na may kumplikadong mga hugis.

Mga uri ng metal hardening

Mayroong ilang mga uri ng metal hardening. Para sa ilang mga produkto, ito ay sapat na upang init ang metal at agad na palamig ito, habang para sa iba ito ay kinakailangan upang hawakan ito sa isang tiyak na temperatura.
Umiiral ang mga sumusunod na uri pagpapatigas:

  • Nakatigil na hardening: ginagamit, bilang panuntunan, para sa mga bahagi na may maliit na patag na ibabaw. Ang posisyon ng bahagi at ang inductor kapag ginagamit ang paraan ng hardening na ito ay nananatiling hindi nagbabago.
  • Continuous-sequential hardening: ginagamit para sa pagpapatigas ng cylindrical o flat na mga produkto. Sa patuloy na-sequential hardening, ang bahagi ay maaaring gumalaw sa ilalim ng inductor, o mapanatili ang posisyon nito na hindi nagbabago.
  • Tangential hardening ng mga produkto: mahusay para sa pagproseso ng maliliit na bahagi na may cylindrical na hugis. Ang tangential tuloy-sunod na hardening ay pinaikot ang produkto nang isang beses sa buong proseso ng paggamot sa init.
  • Ang isang high-frequency hardening installation ay mga kagamitan na maaaring gumawa ng mataas na kalidad na hardening ng isang produkto at sa parehong oras ay nakakatipid ng mga mapagkukunan ng produksyon.

Maraming kritikal na bahagi ang sumasailalim sa abrasion at sabay-sabay na nakalantad sa mga shock load. Ang mga nasabing bahagi ay dapat na may mataas na katigasan sa ibabaw, mahusay na paglaban sa pagsusuot at sa parehong oras ay hindi malutong, ibig sabihin, hindi masisira ng mga epekto.

Ang mataas na tigas sa ibabaw ng mga bahagi habang pinapanatili ang isang matigas at malakas na core ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpapatigas sa ibabaw.

Mula sa makabagong pamamaraan Ang pagpapatigas sa ibabaw ay pinaka-malawak na ginagamit sa mechanical engineering: nagpapatigas kapag pinainit high frequency currents (HFC); pagpapatigas ng apoy at pagpapatigas ng electrolyte.

Ang pagpili ng isa o isa pang paraan ng pagpapatigas sa ibabaw ay tinutukoy ng pagiging posible ng teknolohikal at pang-ekonomiya.

Pagpapatigas sa pamamagitan ng pag-init na may mataas na dalas ng mga alon. Ang pamamaraang ito ay isa sa mga pinaka-produktibong pamamaraan ng pagpapatigas sa ibabaw ng mga metal. Ang pagtuklas ng pamamaraang ito at ang pagbuo ng mga teknolohikal na pundasyon nito ay kabilang sa mahuhusay na siyentipikong Ruso na si V. P. Vologdin.

Ang mataas na dalas ng pag-init ay batay sa sumusunod na kababalaghan. Kapag ang isang alternating electric current na may mataas na frequency ay dumaan sa isang tansong inductor, isang magnetic field ang nabuo sa paligid ng huli, na tumagos sa bakal na bahagi na matatagpuan sa inductor at nag-uudyok sa Foucault eddy currents sa loob nito. Ang mga agos na ito ay nagdudulot ng pag-init ng metal.

Tampok ng pag-init HDTV ay ang mga eddy currents na sapilitan sa bakal ay hindi ipinamahagi nang pantay-pantay sa cross-section ng bahagi, ngunit itinutulak patungo sa ibabaw. Ang hindi pantay na pamamahagi ng mga eddy currents ay humahantong sa hindi pantay na pag-init: ang mga layer sa ibabaw ay napakabilis na uminit hanggang sa mataas na temperatura, at ang core ay alinman sa hindi umiinit o bahagyang umiinit dahil sa thermal conductivity ng bakal. Ang kapal ng layer kung saan dumadaan ang kasalukuyang ay tinatawag na lalim ng pagtagos at tinutukoy ng titik δ.

Ang kapal ng layer ay higit sa lahat ay nakasalalay sa dalas ng alternating current, resistivity ng metal at magnetic permeability. Ang pag-asa na ito ay tinutukoy ng formula

δ = 5.03-10 4 ugat ng (ρ/μν) mm,

kung saan ang ρ ay electrical resistivity, oum mm 2 / m;

μ, - magnetic permeability, gs/e;

v - dalas, Hz.

Mula sa pormula makikita na sa pagtaas ng dalas, ang lalim ng pagtagos ng mga alon ng induction ay bumababa. Ang mataas na dalas ng kasalukuyang para sa induction heating ng mga bahagi ay nakuha mula sa mga generator.

Kapag pumipili ng kasalukuyang dalas, bilang karagdagan sa pinainit na layer, kinakailangang isaalang-alang ang hugis at sukat ng bahagi upang makakuha ng mataas na kalidad na pagpapatigas sa ibabaw at matipid na gamitin ang elektrikal na enerhiya ng mga pag-install na may mataas na dalas.

Ang mga inductor ng tanso ay may malaking kahalagahan para sa mataas na kalidad na pagpainit ng mga bahagi.

Ang pinakakaraniwang inductors ay may sistema ng maliliit na butas sa loob kung saan ibinibigay ang cooling water. Ang nasabing isang inductor ay parehong isang heating at cooling device. Sa sandaling ang bahagi na inilagay sa inductor ay uminit hanggang sa itinakdang temperatura, ang kasalukuyang ay awtomatikong papatayin at ang tubig ay dadaloy mula sa mga butas ng inductor at palamigin ang ibabaw ng bahagi na may spray (water shower).

Ang mga bahagi ay maaari ding painitin sa mga inductor na walang mga showering device. Sa ganitong mga inductors, pagkatapos ng pag-init, ang mga bahagi ay itinapon sa isang tangke ng pagsusubo.

Ang high-frequency hardening ay pangunahing isinasagawa gamit ang sabay-sabay at tuluy-tuloy na-sequential na mga pamamaraan. Gamit ang sabay-sabay na pamamaraan, ang bahagi na pinatigas ay umiikot sa loob ng isang nakatigil na inductor, ang lapad nito ay katumbas ng lugar na pinatigas. Kapag nag-expire ang tinukoy na oras ng pag-init, pinapatay ng relay ng oras ang kasalukuyang mula sa generator, at ang isa pang relay, na naka-interlock sa una, ay nag-o-on ng supply ng tubig, na sumabog sa mga butas ng inductor sa maliit ngunit malakas na jet at pinapalamig ang bahagi .

Gamit ang tuluy-tuloy na sunud-sunod na pamamaraan, ang bahagi ay nakatigil, at ang inductor ay gumagalaw kasama nito. Sa kasong ito, ang sunud-sunod na pag-init ng hardened na seksyon ng bahagi ay nangyayari, pagkatapos kung saan ang seksyon ay nahuhulog sa ilalim ng stream ng tubig mula sa isang showering device na matatagpuan sa ilang distansya mula sa inductor.

Ang mga flat parts ay pinatigas sa loop at zigzag inductors, at ang mga gear na may maliit na module ay pinatigas sa ring inductors sa sabay-sabay na paraan. Macrostructure ng hardened layer ng isang fine-modulus car gear na gawa sa steel grade PPZ-55 (bakal ng pinababang hardenability). Ang microstructure ng pinatigas na layer ay pinong hugis ng karayom ​​na martensite.

Ang katigasan ng ibabaw na layer ng mga bahagi na pinatigas ng high-frequency na pag-init ay 3-4 na mga yunit H.R.C. mas mataas kaysa sa katigasan sa maginoo volumetric hardening.

Upang madagdagan ang lakas ng core, ang mga bahagi ay sumasailalim sa pagpapabuti o normalisasyon bago tumigas na may mataas na dalas ng init.

Ang paggamit ng high-frequency na pag-init para sa pagpapatigas sa ibabaw ng mga bahagi ng makina at mga tool ay ginagawang posible upang mabilis na bawasan ang tagal teknolohikal na proseso paggamot sa init. Bilang karagdagan, ginagawang posible ng pamamaraang ito na gumawa ng mga mekanisado at awtomatikong yunit para sa mga hardening na bahagi, na naka-install sa pangkalahatang daloy ng mga tindahan ng machining. Bilang resulta, hindi na kailangang mag-transport ng mga bahagi sa mga espesyal na tindahan ng init at matiyak ang maayos na operasyon. mga linya ng produksyon at mga linya ng pagpupulong.

Pagpapatigas ng ibabaw ng apoy. Ang pamamaraang ito ay binubuo ng pag-init sa ibabaw ng mga bahagi ng bakal na may acetylene-oxygen na apoy sa temperatura na 50-60°C na mas mataas kaysa sa itaas na kritikal na punto. A C 3 , na sinusundan ng mabilis na paglamig na may shower ng tubig.

Ang kakanyahan ng proseso ng pagpapatigas ng apoy ay ang init na ibinibigay ng isang siga ng gas mula sa burner hanggang sa bahaging pinatigas ay puro sa ibabaw nito at makabuluhang lumampas sa dami ng init na ipinamahagi nang malalim sa metal. Bilang resulta ng ganoong patlang ng temperatura, ang ibabaw ng bahagi ay unang mabilis na uminit sa temperatura ng hardening, pagkatapos ay lumalamig, at ang core ng bahagi ay halos nananatiling hindi matigas at hindi nagbabago ang istraktura at katigasan nito pagkatapos ng paglamig.

Ang flame hardening ay ginagamit upang palakasin at palakihin ang wear resistance ng mga malalaking at mabibigat na bahagi ng bakal gaya ng mga crankshaft ng mechanical presses, malalaking module gears, excavator bucket teeth, atbp. sumailalim sa pagtigas ng apoy, halimbawa mga gabay para sa mga metal-cutting machine bed.

Pagpapatigas ng apoy ay nahahati sa apat na uri:

a) sunud-sunod, kapag ang hardening torch na may coolant ay gumagalaw sa ibabaw ng nakatigil na bahagi na pinoproseso;

b) pagpapatigas na may pag-ikot, kung saan ang burner na may coolant ay nananatiling nakatigil, at ang bahagi na pinatigas ay umiikot;

c) sunud-sunod sa pag-ikot ng bahagi, kapag ang bahagi ay patuloy na umiikot at isang pagsusubo na sulo na may coolant ay gumagalaw sa kahabaan nito;

d) lokal, kung saan ang isang nakatigil na bahagi ay pinainit sa isang naibigay na temperatura ng hardening ng isang nakatigil na burner, pagkatapos nito ay pinalamig ng isang stream ng tubig.

Isang paraan ng pagpapatigas ng apoy ng isang roller, na umiikot sa isang tiyak na bilis, at ang burner ay nananatiling nakatigil. Ang temperatura ng pag-init ay kinokontrol gamit ang isang milliscope.

Depende sa layunin ng bahagi, ang lalim ng pinatigas na layer ay karaniwang kinukuha na 2.5-4.5 mm.

Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa lalim ng hardening at ang istraktura ng bakal na pinatigas ay: ang bilis ng paggalaw ng hardening burner na may kaugnayan sa bahagi na pinatigas o ang bahagi na nauugnay sa burner; rate ng paglabas ng gas at temperatura ng apoy.

Ang pagpili ng mga hardening machine ay depende sa hugis ng mga bahagi, ang paraan ng hardening at ang tinukoy na bilang ng mga bahagi. Kung kailangan mong patigasin ang mga bahagi ng iba't ibang mga hugis at sukat at sa mga maliliit na dami, kung gayon mas ipinapayong gumamit ng mga universal hardening machine. Ang mga pabrika ay karaniwang gumagamit ng mga espesyal na pag-install at lathes.

Para sa hardening, dalawang uri ng burner ang ginagamit: modular na may module mula M10 hanggang M30 at multi-flame na may mga palitan na tip na may lapad ng apoy mula 25 hanggang 85 mm. Sa istruktura, ang mga burner ay idinisenyo sa paraang ang mga butas para sa apoy ng gas at paglamig ng tubig ay matatagpuan sa isang hilera, parallel. Ang tubig ay ibinibigay sa mga burner mula sa network ng supply ng tubig at nagsisilbi nang sabay-sabay upang patigasin ang mga bahagi at palamig ang mouthpiece.

Ang acetylene at oxygen ay ginagamit bilang mga nasusunog na gas.

Pagkatapos ng pagtigas ng apoy, ang microstructure sa iba't ibang mga zone ng bahagi ay naiiba. Ang tumigas na layer ay nakakakuha ng mataas na tigas at nananatiling malinis, nang walang mga bakas ng oksihenasyon o decarburization.

Ang paglipat ng istraktura mula sa ibabaw ng bahagi hanggang sa core ay nangyayari nang maayos, na napakahalaga para sa pagtaas ng tibay ng pagpapatakbo ng mga bahagi at ganap na inaalis ang mga nakakapinsalang phenomena - pag-crack at pagbabalat ng mga hardened na layer ng metal.

Ang katigasan ay nag-iiba ayon sa istraktura ng pinatigas na layer. Sa ibabaw ng bahagi ito ay 56-57 H.R.C., at pagkatapos ay bumababa hanggang sa katigasan na mayroon ang bahagi bago tumigas ang ibabaw. Upang matiyak ang mataas na kalidad na hardening, makakuha ng pare-parehong tigas at tumaas na lakas ng core, ang cast at mga forged na bahagi ay na-annealed o na-normalize bago tumigas ang apoy alinsunod sa mga ordinaryong kondisyon.

Mababaw para sacalcination sa electrolyte. Ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay kung ang isang direktang electric current ay dumaan sa electrolyte, pagkatapos ay isang manipis na layer na binubuo ng maliliit na bula ng hydrogen ay nabuo sa katod. Dahil sa mahinang electrical conductivity ng hydrogen, ang paglaban sa pagpasa ng electric current ay lubhang tumataas at ang katod (bahagi) ay pinainit sa isang mataas na temperatura, pagkatapos nito ay tumigas. Ang isang may tubig na 5-10% na solusyon ng soda ash ay karaniwang ginagamit bilang isang electrolyte.

Ang proseso ng hardening ay simple at binubuo ng mga sumusunod. Ang bahaging papatigasin ay inilubog sa electrolyte at ikinonekta sa negatibong poste ng isang generator ng DC na may boltahe na 200-220 V at density 3-4 a/cm 2, bilang isang resulta, ito ay nagiging katod. Depende sa kung aling bahagi ng bahagi ang napapailalim sa pagpapatigas sa ibabaw, ang bahagi ay nahuhulog sa isang tiyak na lalim. Ang bahagi ay umiinit sa loob ng ilang segundo, at ang kasalukuyang ay naka-off. Ang cooling medium ay ang parehong electrolyte. Kaya, ang electrolyte bath ay nagsisilbing parehong heating furnace at isang quenching tank.

Ang mataas na dalas ng mga alon ay perpektong makayanan ang iba't ibang mga proseso ng paggamot sa init ng metal. Ang pag-install ng HDTV ay perpekto para sa hardening. Sa ngayon, walang kagamitan na maaaring makipagkumpitensya sa pantay na termino sa induction heating. Ang mga tagagawa ay nagsimulang magbayad ng higit at higit na pansin sa mga kagamitan sa induction, pagbili nito para sa pagproseso ng mga produkto at pagtunaw ng metal.

Ano ang mabuti sa pag-install ng HDTV para sa hardening?

Ang pag-install ng HDTV ay isang natatanging kagamitan na maaari, sa maikling panahon, mataas na kalidad proseso ng metal. Upang maisagawa ang bawat pag-andar, dapat kang pumili ng isang tiyak na pag-install, halimbawa, para sa hardening, pinakamahusay na bumili ng isang handa na HDTV hardening complex, kung saan ang lahat ay idinisenyo na para sa komportableng hardening.
Ang pag-install ng high-frequency na init ay may malawak na hanay ng mga pakinabang, ngunit hindi namin isasaalang-alang ang lahat, ngunit tututuon ang mga partikular na angkop para sa pagsasagawa ng high-frequency na hardening.

  1. Ang unit ng HDTV ay umiinit sa maikling panahon, na nagsisimula nang mabilis na iproseso ang metal. Kapag gumagamit ng induction heating, hindi na kailangang gumastos ng karagdagang oras sa intermediate heating, dahil ang kagamitan ay agad na nagsisimula sa pagproseso ng metal.
  2. Ang induction heating ay hindi nangangailangan ng karagdagang teknikal na paraan, halimbawa, sa paggamit ng langis ng pagsusubo. Ang produkto ay may mataas na kalidad, at ang bilang ng mga depekto sa produksyon ay makabuluhang nabawasan.
  3. Ang pag-install ng HDTV ay ganap na ligtas para sa mga empleyado ng enterprise at madali ding patakbuhin. Hindi na kailangang kumuha ng mataas na kwalipikadong tauhan upang patakbuhin at iprograma ang kagamitan.
  4. Ang mga alon ng mataas na dalas ay ginagawang posible na magsagawa ng mas malalim na hardening, dahil ang init sa ilalim ng impluwensya ng isang electromagnetic field ay maaaring tumagos sa isang naibigay na lalim.

Ang pag-install ng HDTV ay may malaking listahan ng mga pakinabang, na maaaring tumagal ng mahabang panahon upang mailista. Gamit ang HDTV heating para sa hardening, makabuluhang bawasan mo ang mga gastos sa enerhiya, at magkakaroon din ng pagkakataong pataasin ang antas ng pagiging produktibo ng enterprise.

Pag-install ng HDTV - prinsipyo ng pagpapatakbo para sa hardening

Ang pag-install ng HDTV ay nagpapatakbo sa prinsipyo ng induction heating. Ang prinsipyong ito ay batay sa mga batas ng Joule-Lenz at Faraday-Maxwell sa pagbabago ng elektrikal na enerhiya.
Ang generator ay nagbibigay ng elektrikal na enerhiya, na dumadaan sa inductor, na nagiging isang malakas na electromagnetic field. Ang mga eddy na alon ng nagresultang larangan ay nagsisimulang kumilos at, na tumagos sa metal, ay nabago sa thermal energy, na nagsisimulang iproseso ang produkto.