Данные по поверхностной индукционной закалке

Примечание: Генератор тока: * ламповый

или машинный; ** машинный.

Оптимальные температуры нагрева при поверхностной закалке с нагревом ТВЧ определяют по диаграммам преимущественных температур нагрева в зависимости от скорости нагрева (рис. 3). При этом скорость нагрева V н ориентировочно можно принимать равной 400…500 градусов в секунду. При выбранных глубине закаленного слоя (или заданных в технических условиях и на рабочем чертеже детали) и частоте тока назначают время t по графикам «время нагрева – диаметр детали» с учетом частоты тока и глубины закаленного слоя d, (рис. 4).

Таким образом, в результате получают при заданном диаметре детали данные о глубине закаленного слоя, частоте тока, температуре и времени нагрева ТВЧ. Эти показатели обеспечиваются соответствующим выбором электрических параметров генератора тока высокой частоты. Способы охлаждения при поверхностной закалке ТВЧ различны. Часто применяемым является «душевое» охлаждение многочисленными струями воды, подаваемой под давлением на поверхность детали через отверстия на внутренней поверхности индуктора. Закалку деталей большой длины проводят при их вращении с перемещением индуктора вдоль детали, т.е. непрерывно-последовательным способом. Для закалки отдельных поверхностей детали применяют способ последовательной закалки по частям. При закалке с нагревом ТВЧ деталей небольших размеров используют охлаждение всей поверхности. После закалки проводится низкий отпуск при 160…180 ⁰С 1,0…1,5 ч.

Рис. 3. Диаграмма для выбора Рис. 4. Графики для назначения

температуры нагрева t, ⁰С времени нагрева (d₃ – глубина слоя).

в зависимости от скорости нагрева V н Частота тока 8000 Гц

Лазерное термоупрочнение. При термической обработке лазерным нагревом используются газовые и твердотельные лазерные установки, которые имеют системы транспортировки и фокусировки луча лазера, механизмы перемещения изделий по заданному режиму. При воздействии лазерного луча на поверхность происходит поглощение и передача энергии высокой концентрации тонкому поверхностному слою, соответствующий нагрев выше Ас ₁ и Ас ₃, возможно плавление и переход в жидкое состояние тонкого приповерхностного слоя. В процессе охлаждения нагретого участка путем теплоотвода холодной массой изделия без применения специальной охлаждающей среды создается скорость охлаждения до 1000 градусов в секунду (V _охл ³ V _кр.зак), происходит фазовое превращение аустенита в мартенсит, то есть закалка. Непосредственно у поверхности микроструктура состоит из мелкоигольчатого мартенсита, небольшого количества остаточного аустенита и высокодисперсных карбидов. В более глубокой переходной зоне образуется структура из мартенсита, троостита и карбидов.

При лазерной обработке в непрерывном режиме параметрами технологии являются мощность излучения N _изд, диаметр пятна луча D, скорость перемещения V луча относительно обрабатываемой поверхности изделия (по ГОСТ ЕСТД 3.1405-86).

Для деталей из стали 45 при N _изд = 700-1000 Вт, V = 4…12 мм/с, глубина закаленного слоя d = 0,5…1,0 мм (по данным ЭНИМС), Штампы из стали У8 обрабатывали при N _изд = 600 Вт, V = 12 мм/с, D =3 мм с получением d = 0,9 мм; твердость поверхности составляет HV 950…1100 МПа.

Газовая цементация. При проведении цементации используются различные науглероживающие газы и жидкие карбюризаторы (бензол, керосин, синтин и др.), которые подают каплями в шахтные печи; при их разложении образуется газ (расход газа 0,9…1,2 м³/ч). В массовом производстве (автомобилестроение и др.) часто применяют получаемый в генераторах эндотермический газ (эндогаз) состав (мас. %): 19....23 СО; 1,0 СН₄; 0,2СО ₂; 39...44 Н₂; 33…37 N₂. Для эндогаза существует функциональная зависимость между достигаемым при цементации содержанием углерода в стали и количеством Н₂Оили СО ₂ в газе, что позволяет автоматически регулировать состав газа для получения требуемого содержания углерода в поверхностном слое деталей (обычно 0,8…1,1 % С)

Температура газовой цементации составляет 910...930°С. Продолжительность процесса зависит, кроме глубины слоя, также от ряда других факторов: состава газа, величины садки в печи, толщины деталей и др. На скорость цементации оказывает влияние и химический состав цементуемых легированных сталей. Для ориентировки приведены данные ЗИЛа при газовой цементации деталей из стали 25ХГТ в безмуфельной печи СЩЦ при 930°С (табл. 9).

Таблица 9