ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностная закалка стали из "Электротермия" Ряд деталей машин и механизмов должен обладать высокой твердостью поверхностного слоя и в то же время вязкой сердцевиной, чтобы хорошо противостоять истиранию и не разрушаться при ударной нагрузке. [c.295] Такое поверхностное упрочнение стали получается при некоторых видах химико-термической обработки (например цементация), а также при поверхностной закалке. [c.295] Закалка поверхностного слоя достигается путем быстрого нагрева этого слоя до соответствующей температуры с последующим охлаждением, в результате которого закалку приобретает только высоконагретый наружный слой, а внутренние слои материала не подвергнутся закалке и сохранят свою вязкость. [c.295] В зависимости от размеров детали и ее назначения глубина закаливаемого слоя может достигать до 2—3 мм и в отдельных случаях, для крупных деталей, до 10— Ьмм. [c.295] Процесс нагрева деталей должен протекать весьма интенсивно, чтобы уменьшить тепловой поток к более глубоким слоям материала. Это важно как с точки зрения требований технологии — для получения определенной глубины закаленного слоя, так и с точки зрения уменьшения расхода энергии. Использование пламени газовой горелки позволяет получить интенсивный нагрев с поверхности, так как при сжигании ацетилена с кислородом температура пламени достигает 3000—3200° С. В этом случа.е не требуется сложное специальное оборудование и процесс нагрева осуществляется довольно просто, однако он сопровождается перегревом поверхности и не обеспечивает получение равномерного закаленного слоя и заданной глубины закалки. Поэтому поверхностная закалка с помощью газовой горелки имеет очень ограниченное применение — для крупных деталей при большой глубине закаливаемого слоя. [c.295] Схемы некоторых устройств для контактного нагрева цилиндрических и плоских поверхностей показаны на рис. 100. [c.296] Контактное нагревательное устройство питается от вторичной обмотки понижающего трансформатора при напряжении 2—6 в, при этом один конец обмотки соединяется с деталью, а второй конец — с контактным медным роликом. [c.296] При закалке поверхности, ширина которой больше толщины ролика, последнему придают поступательное движение таким образом нагреваемая и закаливаемая поверхность перемещается по спирали. При этом каждая нагреваемая полоска соприкасается с предыдущей уже закаленной, в результате чего на их границе происходит отпуск, что обусловливает неодинаковую твердость поверхности. [c.296] Закалка при нагреве в электролите в зависимости от размеров и формы деталей осуществляется различными способами. [c.297] Наиболее успешно применяется закалка концов деталей при небольших размерах поверхностей, погружаемых в электролит, как было показано на рис. 6. При увеличении размеров поверхности, погружаемой в электролит, а также при наличии острых кромок, для получения равномерного нагрева приходится применять особые средства, в частности, экраны из огнеупорного и электроизоляционного материала, с целью перераспределения путей тока в ванне. [c.297] При нагреве в электролите необходимо поддерживать неизменными состав, температуру и уровень электролита в ванне, а также плотность тока и продолжительность нагрева. [c.297] Для нагрева в электролите разработаны специальные установки-автоматы, в которых, при сохранении постоянства режима нагрева, автоматизация построена по принципу независимой выдержки времени. [c.297] При закалке в электролите деталей простых форм, например, при закалке концов клапанов и некоторых других деталей, достигаются хорошие технологические результаты при высокой производительности процесса. Однако нагрев в электролите получил пока очень ограниченное применение в промышленности. Это объясняется трудностью контроля и регулирования процесса нагрева, трудностью получения равномерного нагрева при закалке больших поверхностей, сложностью конструкции устройств для закалки деталей различной конфигурации и другими причинами. [c.297] Широкое применение в промышленности для поверхностной закалки стали получил метод индукционного нагрева с питанием устройств от источников высокой и повышенной частоты. [c.297] Благодаря тому, что при высокочастотном нагреве интенсивный нагрев поверхностного слоя происходит только до температуры, при которой сталь теряет магнитные свойства, после чего скорость нагрева резко снижается и область интенсивного нагрева перемещается к более глубоким слоям, поверхностный слой предохраняется от значительного перегрева. Поэтому при правильном выборе частоты можно избежать значительного перегрева поверхности, что получается в тех случаях, когда нагрев носит поверхностный характер, как, например, при использовании газового пламени или при нагреве в электролите. Ввиду большой скорости нагрева (несколько секунд), он протекает практически без образования окалины и де-федмации нагреваемого изделия. [c.298] При нагреве под поверхностную закалку для повышения к. п. д. установки применяют индукторы, конфигурация и размеры которых соответствуют форме закаливаемых деталей, а также способу закалки (одновременной или непрерывно последовательной). [c.298] Для закалки внутренних цилиндрических поверхностей применяют индуктор с магнитной цепью, благодаря которой достигается смещение тока к наружной поверхности индуктора, что увеличивает его к. п. д. В процессе нагрева и охлаждения (с помощью душевого устройства) детали придают вращательное движение, что обеспечивает как равномерный нагрев, так и равномерное охлаждение поэтому особо точная установка детали в индукторе не требуется. При непрерывно последовательной закалке деталь перемещается непрерывно относительно индуктора и охлаждающего душевого устройства таким образом, что нагретая зона детали, выходя из-под индуктора, подвергается охлаждению. Взаимное расположение детали и индуктора при непрерывно последовательной закалке показано на рис. 101. [c.298] Воздушный зазор между индуктором и деталью существенно влияет на к. п. д. индуктора, поэтому его принимают в пределах 2—5 мм. [c.298] При работе закалочных установок регулирование режима нагрева достигается путем изменения подводимой мощности (напряжения на индукторе) и продолжительности нагрева. [c.299] Индукторы для закалки подключаются к источникам питания — машинным или ламповым генераторам — через понижающие, так называемые закалочные трансформаторы, которые для повышенных частот делают с магнитной цепью, а для высоких частот — без магнитной цепи. [c.299] Вернуться к основной статье