Новости

04.12.2018

Особенности закалки металлов ТВЧ (токами высокой частоты)

В современных машинах и механизмах, использующихся в сфере гидромеханики, очень много деталей, работающих на сдавливание, скручивание и при повышенных силах трения. Требования к их прочности поверхности очень высокие, но при этом твердости всей детали в объеме не требуется. Это позволяет упростить процесс закалки, ограничившись только поверхностными структурами металлической решетки на небольшую глубину.

Идеальный метод закалки таких деталей — валов, звездочек, шкивов — закалка ТВЧ (токами высокой частоты). Метод технологически несложный, но требующий соблюдения всех параметров, разработанных для данного вида металла. Роль играет химический состав сплава, электрическое сопротивление, теплоемкость и еще много других характеристик.

Как работает способ закалки ТВЧ

Обрабатываются детали на специальных установках, обеспечивающих кратковременный прогрев внешнего слоя металла до температур около 800 0С с последующим охлаждением в масле или других средах. Внутренние слои практически не нагреваются — прогрев длится максимально несколько десятков секунд и тепловая энергия просто не успевает распространиться по объему металла.

Нагрев осуществляется за счет индукционных вихревых токов, которые возбуждаются в металле за счет переменного магнитного поля, индуцированного внешней катушкой. Этот метод, несмотря на высокую скорость обработки, исключает перегрев металла — часть тепла, все же, успевает рассеяться, и температура не достигает критических показателей.

В верхней части детали образуются износостойкие мартенситные структуры, а общая твердость заготовки возрастает на 2-3 HRC. Также на поверхности, благодаря неглубокому слою закалки при термообработке ТВЧ, возникают обжимающие напряжения, повышающие ресурс изделия при работе в сложных условиях.

Технология и инструменты

Для закалки методом токов высокой частоты используются специальные комплексные установки, состоящие из:

  • крепежных систем;
  • узлов поворота деталей;
  • механизма движения индуктора;
  • насосов и клапанов системы охлаждения;
  • блока управления.

Большинство промышленных станков ТВЧ позволяет перемещать индуктор вдоль всей заготовки с заданной скоростью. Это дает возможность работать в разных режимах, учитывая марку металла и требуемые показатели итоговой твердости. Для деталей небольшого размера и несложной конфигурации используются стационарные станки, где заготовка и индуктор устанавливаются неподвижно. Для обработки больших деталей применяются установки, где движется деталь или индуктор.

Сфера применения

ТВЧ используется для работы с деталями, изготовленными из низкоуглеродистых сталей (около 0,5% углерода). Если содержание элемента выше, то возможно появление трещин при охлаждении. При более низких концентрациях достижение высокой твердости проблематично, но усиление этой характеристики до требуемых показателей вполне возможно. Выполненная по всем правилам закалка ТВЧ позволяет заменить детали из дорогих высоколегированных сталей более дешевыми, но не менее надежными.


← Назад к списку новостей