Меню

Закалка токами промышленной частоты

Что такое поверхностная закалка

plazmen.ru » Информация » Что такое поверхностная закалка

От свойств верхних слоев металлических заготовок зависит их конструкционная прочность, устойчивость к износу, предел выносливости, срок эксплуатации. Изгибающие циклические нагрузки, интенсивное трение и механическое воздействие детали выдерживают при поверхностной закалке материала. Вязкость сердцевины обрабатываемого изделия при этом сохраняется.

Что такое поверхностная закалка

В основе технологии лежит нагрев стальной заготовки до температуры, которая превышает критическую отметку, с последующим охлаждением. Каждый из этапов термообработки выполняется быстро, поэтому воздействию подвергаются только наружные слои изделия.

Необходимость поверхностной закалки и отпуска

Перекристаллизация металла происходит при его нагреве с превышением критического уровня температуры на 30‑50 °С и дальнейшим охлаждением после достаточной выдержки времени. Она решает задачу по предотвращению преобразования аустенита в перлит. Особенность стальной детали после проведения закалки — неравновесная структура.

Необходимость поверхностной закалки

Перекристаллизация металла происходит после достаточной выдержки времени.

Чтобы смягчить этот эффект, снять остаточные напряжения, снизить хрупкость, металл отпускают, повторно нагревая его до температуры, которая не достигает критической отметки. Так удается добиться оптимального сочетания прочности и пластичности. Обработка помогает увеличить предел текучести, ударную вязкость, относительное сужение, удлинение стали при одинаковом химическом составе и твердости заготовок.

Полиморфность металлов

Явление образования нескольких разных по характеристикам простых веществ на базе одного химического элемента называют аллотропией. При этом возможно изменение структуры и свойств материала, состоящего из того же вида атомов (углеродсодержащие алмаз и графит имеют разную твердость, физическую структуру, цвет). Другое название этого явления — полиморфизм. У металлов он проявляется в основном при температурной обработке.

Происходит перестройка кристаллической решетки. Одновременно вещество приобретает новые свойства (изменяется электро- и теплопроводность, плотность, теплоемкость), переходя в новую модификацию. Аллотропия стальных сплавов применяется в промышленности для увеличения прочностных показателей.

Что происходит внутри стали

Независимо от технологии поверхностной закалки металлической заготовки, в основе процесса лежит ее быстрый подогрев до более высокой температуры, чем точка фазового превращения для выбранного сплава. После этого деталь сразу остужают.

Происходит внутри стали

В основе процесса лежит подогрев металла.

В результате внутри стальной конструкции формируются такие зоны:

  1. Полная закалка. Речь идет о поверхностных слоях металла с мартенситной структурой, на которые оказывается максимальное термическое воздействие. Их толщина зависит от особенностей дальнейшей эксплуатации детали: 1,5‑3 мм для конструкций, подвергаемых усталостному износу, 10‑15 мм для изделий, которые должны выдерживать повышенные контактные нагрузки.
  2. Частичная закалка. Слои имеют феррито-мартенситную структуру. Твердость металла в этой зоне ниже, чем в поверхностной.
  3. Отсутствие термической обработки, влияющей на кристаллическую решетку материала.

Газопламенная закалка

Метод применяют при обработке крупных металлоконструкций: деталей станков, узлов электрических машин, прокатных роликов, валов, выполненных из чугуна, углеродистых, низколегированных сталей, материалов с низким содержанием углерода. Преимущества технологии — сохранение чистоты поверхности (на ней отсутствуют следы окислительных процессов) и сравнительно небольшая деформация с сохранением начальной геометрии заготовки.

Газопламенная закалка

Газопламенной закалкой могут обрабатываться все углеродистые стали.

Технология

Газоплазменная закалка выполняется в ацетилено-кислородном пламени. Во время нагрева специальной горелкой температура поверхности растет с высокой скоростью. За счет этого сердцевина детали не меняет своих свойств. Толщину поверхностной обработки регулируют изменением скорости перемещения факела и интенсивности подачи газовой смеси. Охлаждение металла производится погружением в быстроохлаждающую жидкость или обработкой под душем.

Параметры процесса

Технология предусматривает использование ацетилено-кислородного пламени температурой +2400…+3100 °С. Глубина закалки чаще всего составляет 2‑4 мм. Твердость сформированного после термической обработки слоя составляет 56 HRC.

Закалка токами высокой частоты (ТВЧ)

Технология широко распространена в промышленности из-за высокой производительности, возможности сохранения исходных геометрических параметров заготовки без объемных изменений металла. Нагревают его индукционно со скоростью 100‑1000 °С/с за счет возникновения в поверхностных слоях вихревых токов. Толщина обрабатываемого металла будет меньше при увеличении частоты (при этом его плотность растет).

Закалка токами высокой частоты

Закалка токами высокой частоты широко распространена.

Сферы применения

Высокочастотная обработка эффективна при изготовлении деталей электрических машин, эксплуатация которых связана с интенсивным износом, частыми знакопеременными или динамическими нагрузками. Закалка ТВЧ поверхностей валов, режущих инструментов, зубчатых колес, выполненных из легированной или углеродистой стали, — оптимальное решение. Технология подходит также для конструкционных сплавов с 0,4‑0,55-процентным содержанием углерода.

Основные этапы

Работа оборудования может быть автоматизирована, когда все фазы выполняются в одной установке. В этом случае не потребуется организация отдельного цеха, транспортировка туда стальных заготовок, привлечение дополнительного обслуживающего персонала.

Независимо от особенностей организации производства выполняются такие этапы термообработки:

  1. Поверхностная закалка индуцированным током высокой частоты с выдержкой времени.
  2. Равномерное охлаждение под душем или в ванне путем погружения в подогретую до +30…+40 °С жидкость.
  3. Низкотемпературный отпуск в печи при +200 °С. Избежать образования микротрещин и добиться нормализации поверхностных слоев помогает высокая скорость перехода между технологическими этапами.

Преимущества и недостатки

Предел выносливости стальных конструкций при закалке ТВЧ увеличивается в 2‑2,5 раза. Это происходит за счет высокой скорости термообработки и минимального влияния рабочих растягивающих напряжений, которые возникнут в ходе эксплуатации в поверхностных слоях. Вязкость сердцевины при этом достаточна, чтобы выдерживать ударные контактные нагрузки.

Преимущества и недостатки

При поверхностной закалке повышается предел выносливости стальных конструкций.

Дополнительные аргументы в пользу индукционного нагрева ТВЧ:

  1. Высокая производительность. Технология — лучшее решение для автоматизированного, массового, крупносерийного производства.
  2. Сжатые сроки окупаемости, энергоэффективность оборудования.
  3. Возможность работы на ограниченном поле.
  4. Отсутствие эффекта обезуглероживания. Из-за скорости термообработки удается исключить диффузионные процессы, что позволяет сохранить мелкое аустенитное зерно и мартенсит с мелкопластинчатой структурой.
  5. Минимальная деформация заготовки.

Это связано с необходимостью выдержки постоянного зазора между поверхностью и индуктором.

Конструкция современных установок

Закалка ТВЧ предусматривает использование специализированного оборудования, которое содержит высокочастотный генератор, индукторный контур и устройство, обеспечивающее равномерное перемещение заготовки.

На предприятиях применяют такие виды источников питания:

  • полупроводниковые преобразователи (160‑800 кВт, 1‑4 кГц);
  • электрические машины (50‑2500 кВт, 2,5‑10 кГц);
  • электронные ламповые устройства (10‑160 кВт, 70‑400 кГц).

Для работы с деталями малых размеров (наконечниками пружин, иглами) используют микрогенераторные установки. Они нагревают металл за 0,01‑0,001 с при 50 МГц. Исходя из геометрии изделий, выбирают конструкцию индуктора. Для колес, валов, отверстий подходит кольцевой, для поверхностей большой площади — петлевой, для заготовок сложной конфигурации — фасонный контур.

Другие методы поверхностной закалки

Широко используются на предприятиях узкоспециализированные технологии термообработки. Возможно упрочнение ограниченных участков деталей, их изготовление мелкими партиями, выпуск тестовых образцов.

Читайте также:  Формула мощности тока все

Лазерная

Этот способ применяют при необходимости повышения усталостной прочности и стойкости к износу отдельных поверхностей металлоконструкций в случае, когда использование других методик технологически невозможно или затруднено. Закалка выполняется с помощью газового квантового или оптического (твердотельного) лазера.

Лазерная

Лазерная закалка повышает стойкость к износу.

Тепловая энергия генерируется из узкого светового пучка высокой концентрации. Скорость нагрева поверхности составляет 3‑7 секунд. Принудительное охлаждение заготовки при этом не нужно, что существенно снижает уровень сложности процесса обработки. Оборудование работает с высокой производительностью, толщина слоя увеличенной прочности составляет 0,3‑1 мм.

В электролите

В основу технологии заложен эффект нагрева катода, который происходит при пропускании постоянного тока 220‑250 В через раствор кальцинированной соды (его концентрация составляет 5‑10%), выступающий в роли электролита. В этой системе роль анода выполняет емкость, предназначенная для погружения в нее детали. Катод — само закаливаемое изделие. При использовании этой методики наружные слои приобретают мартенситную структуру, сердцевина — ферритную и сорбитообразную перлитную.

В процессе диссоциации раствора кальцинированной соды на поверхности металла образуется плотная оболочка из атомов водорода. Ее высокое электрическое сопротивление становится причиной увеличения температуры поверхности. При отключении системы от источника питания начинается охлаждение стальной заготовки без необходимости ее погружения в другую среду.

Отпуск после закалки

Основная задача проведения процедуры повторного нагрева детали — снятие внутренних напряжений и приведение характеристик материала к требуемым показателям. Устраняется неравновесность внутренней структуры сплава. Более устойчивого состояния металла достигают при условии преобразования остаточного аустенита и распада тетрагонального мартенсита. Интенсивность внутренних процессов зависит от режима отпуска.

Отпуск после закалки

При повторном нагреве детали происходит снятие внутренних напряжений.

Низкий

При работе с инструментальными сталями снять внутренние напряжения, снизить хрупкость материала, увеличить твердость и стойкость к истиранию можно при низкой температуре нагрева (до +150…+250 °С). Выдержка времени составляет 1‑3 часа.

Средний

При изготовлении деталей машин, для которых важна высокая упругость (рессор, пружин) термообработку выполняют при +250…+400 °С. В результате внутренняя структура преобразуется в тростит отпуска. Изделия обладают стойкостью к динамическим нагрузкам, твердостью.

Высокий

Для обработки конструкционных сталей рекомендуют температуру повторного нагрева +450…+680 °С в течение 1 часа. За счет этого формируется кристаллическая решетка, обладающая повышенной пластичностью, твердостью и вязкостью, что обеспечивает стойкость готовых изделий к динамическим, ударным, статическим нагрузкам.

Распространенные дефекты, возникающие при термической обработке

Несоблюдение технологии поверхностной закалки приводит к появлению брака. При отсутствии внешних признаков это обнаруживается в процессе проведения испытаний (изделие не выдерживает нагрузки, теряет первоначальную форму, на нем появляются трещины).

Недостаточная твердость

Уровень прочности и ударной вязкости в зоне закалки может не соответствовать заданным при проектировании параметрам, если не соблюдается температурный режим или скорость охлаждения. Это приводит к увеличению хрупкости сплава с одновременным ростом зерна аустенита. Такие конструкции не выдерживают испытаний на излом и требуют повторной закалки.

Недостаточная твердость

Уровень прочности в зоне закалки может не соответствовать нужным параметрам.

Мягкие пятна

При неравномерном остывании заготовки, недостаточной очистке поверхности от загрязнений, нарушениях однородности структуры металла возможно образование локализованных участков малой прочности. После повторной термообработки брак устраняется.

Пережог и закалочные трещины

Превышение уровня нагрева до показателей, которые близки к температуре плавления, приводит к интенсивному образованию окислов в межзерновом пространстве. Внутренняя структура стального сплава нарушается, он теряет свои прочностные характеристики. Использовать металл в дальнейшем нельзя.

Трещины возникают при наличии концентраторов напряжения на поверхности (выступов, отверстий, углублений), при превышении сопротивления сплава отрыву уровня внутреннего напряжения растяжения. Их относят к дефектам, которые не поддаются устранению. Чтобы свести к минимуму вероятность появления трещин, рекомендуют проводить закалку при минимально возможных температурах, медленное охлаждение с отпуском.

Коробление и деформация

Причиной брака, который сопровождается изменением формы заготовки, часто становятся структурные и термические напряжения, которые возникают при неоднородном воздействии на металл. Чтобы свести к минимуму вероятность появления таких проблем, на производстве применяют прессы, штампы, позволяющие зажимать изделия на время их охлаждения.

Обезуглероживание и окисление поверхности

Отсутствие контролируемой атмосферы в пламенных или электропечах приводит к возникновению брака. Припуск на механическую обработку деталей при этом увеличивается. Минимизировать такие явления можно, если использовать соляные ванны или задействовать оборудование с искусственной рабочей средой.

Строгое соблюдение технологии поверхностной закалки, учет марки стали и особенностей будущей эксплуатации деталей обеспечивают стабильность их характеристик, длительный срок службы. У каждой из методик есть достоинства, сложности в применении, которые определяют сферу использования. Поэтому при выборе специалисты практикуют индивидуальный подход к решению производственных задач.

Источник

Поверхностная закалка (ТВЧ).

Многие ответственные детали работают на истирание и одновременно подвергаются действию ударных нагрузок. Такие детали должны иметь высокую поверхностную твердость, хорошую износостойкость и в то же время не быть хрупкими, т. е. не разрушаться под действием ударов.

Высокая твердость поверхности деталей при сохранении вязкой и прочной сердцевины достигается методом поверхностной закалки.

Из современных методов поверхностной закалки наибольшее распространение в машиностроении находят следующие: закалка при нагреве токами высокой частоты (ТВЧ); пламенная закалка и закалка в электролите.

Выбор того или иного метода поверхностной закалки обусловливается технологической и экономической целесообразностью.

Закалка при нагреве токами высокой частоты. Такой метод является одним из самых высокопроизводительных методов поверхностного упрочнения металлов. Открытие этого метода и разработка его технологических основ принадлежит талантливому русскому ученому B. П. Вологдину.

Высокочастотный нагрев основан на следующем явлении. При прохождении переменного электрического тока высокой частоты по медному 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 ТВЧ является то, что индуктируемые в стали вихревые токи распределяются по сечению детали не равномерно, а оттесняются к поверхности. Неравномерное распределение вихревых токов приводит к неравномерному ее нагреву: поверхностные слои очень быстро нагреваются до высоких температур, а сердцевина или совсем не нагревается или нагревается незначительно благодаря теплопроводности стали. Толщина слоя, по которому проходит ток, называется глубиной проникновения и обозначается буквой δ.

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

Читайте также:  Какова особенность трансформаторов тока

δ = 5,03-10 4 корень из (ρ/μν) мм,

где ρ — удельное электрическое сопротивление, ом мм 2 /м;

μ, — магнитная проницаемость, гс/э;

Из формулы видно, что с увеличением частоты глубина проникновения индукционных токов уменьшается. Ток высокой частоты для индукционного нагрева деталей получают от генераторов.

При выборе частоты тока, кроме нагреваемого слоя, необходимо учитывать форму и размеры детали с тем, чтобы получить высокое качество поверхностной закалки и экономно использовать электрическую энергию высокочастотных установок.

Большое значение для качественного нагрева деталей имеют медные индукторы.

Наиболее распространены индукторы, имеющие с внутренней стороны систему мелких отверстий, через которые подается охлаждающая вода. Такой индуктор является одновременно нагревательным и охлаждающим устройством. Как только помещенная в индуктор деталь нагреется до заданной температуры, ток автоматически отключится и из отверстий индуктора поступит вода и спреером (водяным душем) охладит поверхность детали.

Детали можно также нагревать в индукторах, не имеющих душирующих устройств. В таких индукторах детали после нагрева сбрасываются в закалочный бак.

Закалка ТВЧ в основном производится одновременным и непрерывно-последовательным способами. При одновременном способе закаливаемая деталь вращается внутри неподвижного индуктора, ширина которого равна закаливаемому участку. Когда заданное время нагрева истекает, реле времени отключает ток от генератора, а другое реле, сблокированное с первым, включает подачу воды, которая небольшими, но сильными струями вырывается из отверстий индуктора и охлаждает деталь.

При непрерывно-последовательном способе деталь неподвижна, а вдоль нее перемещается индуктор. В этом случае проипоследовательный нагреве закаливаемого участка детали, после чего участок попадает под струю воды душирующего устройства, расположенного на некотором расстоянии от индуктора.

Плоские детали закаливают в петлевых и зигзагообразных индукторах, а зубчатые колеса с мелким модулем — в кольцевых индукторах одновременным способом. Макроструктура закаленного слоя мелкомодульного зубчатого колеса автомобиля, изготовленного из стали марки ППЗ-55 (сталь пониженной прокаливаемости). Микроструктура закаленного слоя представляет собой мелкоигольчатый мартенсит.

Твердость поверхностного слоя деталей, закаленных при нагреве ТВЧ, получается на 3-4 единицы HRC выше, чем твердость при обычной объемной закалке.

Для повышения прочности сердцевины детали перед закалкой ТВЧ подвергают улучшению или нормализации.

Применение нагрева ТВЧ для поверхностной закалки машинных деталей и инструмента позволяет резко сократить продолжительность технологического процесса термической обработки. Кроме того, этот метод дает возможность изготовлять для закалки деталей механизированные и автоматизированные агрегаты, которые устанавливаются в общем потоке механообрабатывающих цехов. В результате этого отпадает необходимость транспортирования деталей в специальные термические цехи и обеспечивается ритмичная работа поточных линий и сборочных конвейеров.

Пламенная поверхностная закалка. Этот метод заключается в нагреве поверхности стальных деталей ацетилено-кислородным пламенем до температуры, превышающей на 50-60°С верхнюю критическую точку AC3, с последующим быстрым охлаждением водяным душем.

Сущность процесса пламенной закалки состоит в том, что тепло, подводимое газовым пламенем от горелки к закаливаемой детали, концентрируется на ее поверхности и значительно превышает количество тепла, распространяемого в глубь металла. В результате такого температурного поля поверхность детали сначала быстро нагревается до температуры закалки, затем охлаждается, а сердцевина детали практически остается незакаленной и после охлаждения не изменяет свою структуру и твердость.

Пламенную закалку применяют для упрочнения и повышения износостойкости таких крупных и тяжелых стальных деталей, как коленчатые валы механических прессов, крупномодульные зубчатые колеса, зубья ковшей экскаваторов и т. п. Кроме стальных деталей, пламенной закалке подвергают детали, изготовленные из серого и перлитного чугуна, например направляющие станин металлорежущих станков.

Пламенная закалка разделяется на четыре вида:

а) последовательную, когда закалочная горелка с охлаждающей жидкостью перемещается вдоль, поверхности обрабатываемой неподвижной детали;

б) закалку с вращением, при которой горелка с охлаждающей жидкостью остается неподвижной, а закаливаемая деталь вращается;

в) последовательную с вращением детали, когда деталь непрерывно вращается и вдоль нее перемещается закалочная горелка с охлаждающей жидкостью;

г) местную, при которой неподвижная деталь нагревается до заданной температуры закалки неподвижной горелкой, после чего охлаждается струей воды.

Способ пламенной закалки катка, который вращается с определенной скоростью, а горелка остается неподвижной. Температура нагрева контролируется при помощи миллископа.

В зависимости от назначения детали глубина закаленного слоя обычно берется равной 2,5-4,5 мм.

Основными факторами, влияющими на глубину закалки и структуру закаливаемой стали, являются: скорость передвижения закалочной горелки относительно закаливаемой детали или детали относительно горелки; скорость выхода газов и температура пламени.

Выбор закалочных машин зависит от формы деталей, способа закалки и заданного количества деталей. Если нужно закаливать разнообразные по форме и размерам детали и в небольших количествах, то целесообразнее применять универсальные закалочные машины. На заводах обычно используют специальные установки и токарные станки.

Для закалки применяют два вида горелок: модульные с модулем от М10 и до МЗ0 и многопламенные со сменными наконечниками, имеющими ширину пламени от 25 до 85 мм. Конструктивно горелки устроены таким образом, что отверстия для газового пламени и охлаждающей воды расположены в один ряд, параллельно. Вода в горелки подается от водопроводной сети и служит одновременно для закалки деталей и охлаждения мундштука.

В качестве горючих газов применяются ацетилен и кислород.

После пламенной закалки микроструктура в различных зонах детали различная. Закаленный слой получает высокую твердость и остается чистым, без следов окисления и обезуглероживания.

Переход структуры от поверхности детали к сердцевине происходит плавно, что имеет большое значение для повышения эксплуатационной стойкости деталей и полностью устраняет вредные явления — растрескивание и отслоение закаленных слоев металла.

Твердость изменяется в соответствии со структурой закаленного слоя. На поверхности детали она равна 56-57 HRC, а затем понижается до твердости, которую имела деталь до поверхностной закалки. Для обеспечения высокого качества закалки, получения равномерной твердости и повышенной прочности сердцевины литые и кованые детали перед пламенной закалкой подвергаются отжигу или нормализации в соответствии с обыкновенными режимами.

Поверхностная закалка в электролите. Сущность этого явления состоит в том, что если постоянный электрический ток пропускать через электролит, то на катоде образуется тонкий слои, состоящий измельчайших пузырьков водорода. Благодаря плохой электрической проводимости водорода сопротивление прохождению электрического тока сильно возрастает и катод (деталь) нагревается до высокой температуры, после чего закаливается. В качестве электролита обычно применяют водный 5-10-процентный раствор кальцинированной соды.

Читайте также:  Сила тока в цепи в момент времени t 1 c равна 220 мка

Процесс закалки несложен и заключается в следующем. Закаливаемую деталь опускают в электролит и присоединяют к отрицательному полюсу генератора постоянного тока напряжением 200-220 в и плотностью 3- 4 а/см 2 , в результате чего она становится катодом. В зависимости от того, какая часть детали подвергается поверхностной закалке, деталь погружают на определенную глубину. Деталь нагревается за несколько секунд, и ток выключают. Охлаждающей средой является тот же электролит. Итак, ванна с электролитом служит и нагревательной печью и закалочным баком.

Источник

Закалка токами высокой частоты.

Метод разработан советским ученым Вологдиным В.П.

Основан на том, что если в переменное магнитное поле, создаваемое проводником-индуктором, поместить металлическую деталь, то в ней будут индуцироваться вихревые токи, вызывающие нагрев металла. Чем больше частота тока, тем тоньше получается закаленный слой.

Обычно используются машинные генераторы с частотой 50…15000 Гц и ламповые генераторы с частотой больше 10 6 Гц. Глубина закаленного слоя – до 2 мм.

Индукторы изготавливаются из медных трубок, внутри которых циркулирует вода, благодаря чему они не нагреваются. Форма индуктора соответствует внешней форме изделия, при этом необходимо постоянство зазора между индуктором и поверхностью изделия.

Схема технологического процесса закалки ТВЧ представлена на рис. 16.2.

Рис. 16.2. Схема технологического процесса закалки ТВЧ

После нагрева в течение 3…5 с индуктора 2 деталь 1 быстро перемещается в специальное охлаждающее устройство – спрейер 3, через отверстия которого на нагретую поверхность разбрызгивается закалочная жидкость.

Высокая скорость нагрева смещает фазовые превращения в область более высоких температур. Температура закалки при нагреве токами высокой частоты должна быть выше, чем при обычном нагреве.

При правильных режимах нагрева после охлаждения получается структура мелкоигольчатого мартенсита. Твердость повышается на 2…4 HRC по сравнению с обычной закалкой, возрастает износостойкость и предел выносливости.

Перед закалкой ТВЧ изделие подвергают нормализации, а после закалки низкому отпуску при температуре 150…200 o С (самоотпуск).

Наиболее целесообразно использовать этот метод для изделий из сталей с содержанием углерода более 0,4 %.

Преимущества метода:

· большая экономичность, нет необходимости нагревать все изделие;

· более высокие механические свойства;

· отсутствие обезуглероживания и окисления поверхности детали;

· снижение брака по короблению и образованию закалочных трещин;

· возможность автоматизации процесса;

· использование закалки ТВЧ позволяет заменить легированные стали на более дешевые углеродистые;

· позволяет проводить закалку отдельных участков детали.

Основной недостаток метода – высокая стоимость индукционных установок и индукторов.

Целесообразно использовать в серийном и массовом производстве.

Источник



Техника — молодёжи 1952-05, страница 19

Техника - молодёжи 1952-05, страница 19

нагретый од закалку слой

>закаленный й( слой IX»

ЗАКАЛКА ТОКАМИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Рабочая поверхность валков станов холодной прокатки должна обладать высокой твердостью. До последнего времени валки под закалку нагревали в пламенных печах. Процесс этот занимает много времени, трудно поддается регулированию и требует громоздкого оборудования.

Гораздо удобнее электрозакалка. Но широко применяемые в настоя

щее время методы поверхностной закалки деталей токами высокой частоты (не могут быть использованы для закалин валков, так (как эти токи проникают з металл лишь на небольщую глубину. При закалке же валков требуется, чтобы глубина закаленного слоя была равна 15—25 мм.

Советские инженеры решили применять для закалки «валков токи промышленной частоты. Ведь эти токи обладают в несколько раз большей способностью проникновения в глубину металла.

Инженеры В. В. Александров, С. А. Лагерь вист и В. . Н. Новиков разработали способ электрозакалки валков и создали индукционную закалочную установку с питанием токами промышленной частоты.

На рисунках показаны общий вид и принципиальная схема установки. Индуктор, установленный на каретке станка, передвигается вдоль валка, вертикально установленного и вращающегося в центрах станка. Индуктор подключен к заводской электрической сети. Переменный ток, протекающий через его обмотку, ивдуктирует на участке валка, расположенном внутри индуктора, ток низкого напряжения и большой силы. Этот гок и производит последовательный нагрев участков валка до температуры закалки. Нагретые участки валка при выходе из индуктора сразу попадают в зону водяного охлаждения и закаливаются. Охлаждающее устройство перемещается вслед за индуктором.

Благодаря вертикальному .расположению и вращению валка создаются хорошие условия для его нагрева и охлаждения. Закаленный слой получается одинаковой глубины и имеет равномерную высокую твердость.

Новая технология закалки валков в сравнении с закалкой с помощью пламенных печей сокращает продолжительность процесса в десятки раз, уменьшает расход электроэнергии s 12—15 раз, значительно экономит производственные площади и удлиняет срок службы валков.

В настоящее время новый способ закалки успешно осваивается на одном из оаводов Министерства тяжелого машиностроения.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ НЕБОЛЬШИХ ДОМОВ

Печное отопление в небольших домах можно легко заменить центральным, применяя очень простой водогрейный котел конструкции М. П. Засоркина. Новый котел собирается в виде шалаша из трубных сваренных секций и устанавливается в топке. Топочные газы, хорошо омывая трубы со всех сторон, быстро прогревают их. В зависимости от того, какую ото-рртельную мощность хотят полу-

чить от котла, его собирают из различного количества секций и применяют трубы различного диаметра. Общий размер собранных секций невелин. Котел, способный заменить 12 голландских печей, имеет -высоту 0,65 м я длину

0,8 м. Общая поверхность нагрева его — 2,14 ив. м. Такой котел потребляет топлива почти вдвое меньше, чем 12 голландских печей.

УГЛИ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

р центральный анализ прочно во-U шел .в прантику наших металлургических заводов, исследовательских лабораторий и геологических партий, занятых поисками новых месторождений руд и мине ралов. Небольшое количество испытуемого вещества вводится в пламя маломощной вольтовой дуги между угольными электродами, и спектр фотографируется с помощью спектрографа. Изучение спектральных линий на полученной фотографии спектра позволяет определять, какие элементы содержатся в образце. Угольные электроды для целей спектрального анализа подвергают специальной очистке от примесей разных элементов путем прогрева электродов в атмосфере хлора.

Советский ученый А. П. Русанов разработал новый электротермический способ очистки угольных электродов. Очищаемый угольный стержень кладется на две массивные стальные болванка, к которым подведен обогревающий ток. В течение нескольких секунд стержень нагревается до светло-желтого каления, йричем входящие в его состав углеродистые вещества превращаются в графит, а примеси испаряются и отсасываются мощным вентилятором. Операция очистки заканчивается раныце, чем угольный стержень успеет q6-гореть на воздухе.

Источник