Закалка ТВЧ с низким отпуском

Для нагрева детали «Полуось правая» под закалку ТВЧ используем среднечастотный индукционный нагреватель СЧ-60АВ (рис. 25).

Рис. 25. Среднечастотный индукционный нагреватель СЧ-60АВ

Среднечастотный индукционный нагреватель представляет собой преобразователь частоты для индукционного нагрева металла в диапазоне частот от 1 до 20 кГц. Технические характеристики индукционного нагревателя СЧ-60АВ:

· Напряжение питания: 380 В

· Выходная мощность: 40 кВт

· Рабочая частота: 1-10кГц или 20-50 кГц

· Выходной ток 400-1800 A

· Расход воды: 9 л/мин

Высокочастотный нагрев основан на следующем явлении. При прохождении переменного электрического тока высокой частоты по индуктору вокруг последнего образуется магнитное поле, которое проникает в стальную деталь, находящуюся в индукторе, и индуктирует в ней вихревые токи Фуко. Эти токи и вызывают нагрев металла.

Особенностью нагрева ТВЧявляется то, что индуцируемые в стали вихревые токи распределяются по сечению детали не равномерно, а оттесняются

Толщина слоя в основном зависит от частоты переменного тока, удельного сопротивления металла и магнитной проницаемости. Эту зависимость определяют по формуле:

где

δ — глубина проникновения тока в сталь при 800⁰С: δ = 6 мм;

f — частота тока в Гц;

µ — магнитная проницаемость;

ρ — удельное сопротивление, Ом·см; .

Отсюда:

Время нагрева детали токами высокой частоты составляет 10 сек.

После закалки проводим низкий отпуск при температуре 200⁰С (происходит превращение А_ост→М_отп). В результате этого превращения в структуре закаленной стали происходит уменьшение количества А_ост, которое приводит к некоторому повышению ее твердости.

Продолжительность выдержки при низком отпуске также определяется по таблице 17 в зависимости от толщины изделия и температуры отпуска:

На рис. 26 представлена структура стали 35ХГСА после закалки ТВЧ и низкого отпуска.

Рис. 26. Структура стали 35ХГСА после закалки ТВЧ и отпуска 200⁰С (мартенсит) (х1000).

Схематический вид режима термической обработ

Рис. 27. Схема режима ТО для детали «Полуось правая»

4. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛК

Для получения большой твердости на поверхности с сохранением вяз­кой сердцевины, что обеспечивает высокую износоупорность и одновре­менно динамическую прочность изделия, применяют:

1. химико-термическую обработку, т. е. изменение состава поверх­ностных слоев;

2. поверхностную закалку различными методами.

Поверхностная закалка выгодно отличается от химико-термической обработки значительно меньшей продолжительностью процесса.

Из разнообразных методов поверхностной закалки наиболее часто применяют следующие методы, заключающиеся в нагреве поверхности закали­ваемой детали:

а) пламенем ацетилено-кислородной или газовой горелки (так на­зываемая пламенная закалка);

б) электротоком, проходящим в поверхностных слоях детали; в этом случае ток высокой частоты индуктируется в поверхностных слоях за­каливаемой детали (так называемая индукционная или высокочастотная закалка);

в) лазером (так называемая лазерная закалка);

г) с плавлением поверхности.