Ātrgaitas apkure ar indukcijas apkures sistēmu

Viens no pēdējā laika izcilajiem sasniegumiem termiskās apstrādes jomā ir pielietojums indukcijas apkures uz lokālu virsmas sacietēšanu. Sasniegumi, kas saistīti ar augstfrekvences strāvas izmantošanu, nav bijuši nekas cits kā fenomenāls. Pirms salīdzinoši neilga laika sākusies kā ilgi meklēta metode kloķvārpstu gultņu virsmu rūdīšanai (vairāki miljoni no tiem tiek izmantoti, uzstādot visu laiku servisa rekordus), šodien šī ļoti selektīvā virsmas rūdīšanas metode rada rūdītas vietas daudzās daļas. Tomēr, neskatoties uz mūsdienu plašu pielietojumu, indukcijas sacietēšana joprojām ir sākuma stadijā. Tā iespējamā izmantošana metālu termiskai apstrādei un cietināšanai, karsēšanai kalšanai vai cietlodēšanai vai līdzīgu un atšķirīgu metālu lodēšanai nav paredzama.

Indukcijas sacietēšana Rezultātā tiek ražoti lokāli rūdīti tērauda priekšmeti ar vēlamo dziļuma un cietības pakāpi, būtisku serdes metalurģisko struktūru, demarkācijas zonu un rūdītu korpusu, praktiski nav kropļojuma un neveidojas katlakmens. Tas pieļauj iekārtu projektēšanu, kas garantē visas darbības mehanizāciju, lai izpildītu ražošanas līnijas prasības. Tikai dažu sekunžu laika cikli tiek uzturēti ar automātisku jaudas regulēšanu un dalītās sekundes sildīšanas un dzēšanas intervāliem, kas ir nepieciešami, lai izveidotu faksimila rezultātus ar stingrām īpašām fiksācijām. Indukcijas rūdīšanas iekārta ļauj lietotājam uz virsmas rūdīt tikai nepieciešamo daļu no vairuma tērauda priekšmetu un tādējādi saglabāt sākotnējo elastību un izturību; rūdīt sarežģītas konstrukcijas izstrādājumus, kurus nav iespējams apstrādāt citādi; novērst parasto dārgo pirmapstrādi, piemēram, vara apšuvumu un karburēšanu, kā arī dārgas turpmākās iztaisnošanas un tīrīšanas darbības; samazināt materiālu izmaksas, piedāvājot plašu tēraudu izvēli, no kuriem izvēlēties; un pilnībā apstrādātu priekšmetu rūdīšanai bez nepieciešamības veikt nekādas apdares darbības.

Nejaušam novērotājam šķiet, ka indukcijas sacietēšana ir iespējama dažu enerģijas pārveidojumu rezultātā, kas notiek vara induktīvā apgabalā. Varš pārvadā augstas frekvences elektrisko strāvu, un dažu sekunžu laikā tērauda gabala virsma, kas novietota šajā sprieguma apgabalā, tiek uzkarsēta līdz kritiskajam diapazonam un dzēsta līdz optimālai cietībai. Šīs rūdīšanas metodes iekārtu ražotājam tas nozīmē histerēzes, virpuļstrāvu un ādas efekta pielietošanu efektīvai lokālas virsmas sacietēšanas iegūšanai.

Apkure tiek veikta, izmantojot augstas frekvences strāvas. Pašlaik tiek plaši izmantotas īpaši izvēlētas frekvences no 2,000 līdz 10,000 100 cikliem un vairāk par 000 XNUMX cikliem. Šāda veida strāva, kas plūst caur induktors, rada augstfrekvences magnētisko lauku induktora apgabalā. Ja šajā laukā ievieto magnētisku materiālu, piemēram, tēraudu, tēraudā notiek enerģijas izkliede, kas rada siltumu. Tērauda molekulas mēģina saskaņot sevi ar šī lauka polaritāti, un, mainoties tūkstošiem reižu sekundē, veidojas milzīga iekšējā molekulārā berze, kas izriet no tērauda dabiskās tendences pretoties izmaiņām. Tādā veidā elektriskā enerģija ar berzes starpniecību tiek pārveidota siltumā.

Tomēr, tā kā vēl viena augstfrekvences strāvai raksturīga īpašība ir koncentrēties uz tā vadītāja virsmu, tikai virsmas slāņi tiek uzkarsēti. Šī tendence, ko sauc par "ādas efektu", ir frekvences funkcija, un, ja citas lietas ir vienādas, augstākas frekvences ir efektīvas mazākos dziļumos. Berzes darbību, kas rada siltumu, sauc par histerēzi, un tā acīmredzami ir atkarīga no tērauda magnētiskajām īpašībām. Tādējādi, kad temperatūra ir pārsniegusi kritisko punktu, kurā tērauds kļūst nemagnētisks, visa histerētiskā karsēšana tiek pārtraukta.

Ir papildu siltuma avots, ko rada virpuļstrāvas, kas plūst tēraudā strauji mainīgās plūsmas rezultātā. Tērauda pretestībai pieaugot līdz ar temperatūru, šīs darbības intensitāte tiek samazināta, tēraudam uzkarstot, un ir tikai daļa no tā “aukstās” sākotnējās vērtības, kad tiek sasniegta pareizā dzēšanas temperatūra.

Kad induktīvi apsildāma tērauda stieņa temperatūra sasniedz kritisko punktu, virpuļstrāvu radītā karsēšana turpinās ar ievērojami samazinātu ātrumu. Tā kā visa darbība notiek virsmas slāņos, tiek ietekmēta tikai šī daļa. Tiek saglabātas sākotnējās serdes īpašības, virsmas sacietēšana tiek panākta ar rūdīšanu, kad virsmas zonās ir sasniegts pilnīgs karbīda šķīdums. Pastāvīga jaudas pielietošana palielina cietības dziļumu, jo, kad katrs tērauda slānis tiek sasildīts, strāvas blīvums pāriet uz slāni, kas atrodas zem tā, kas nodrošina zemāku pretestību. Ir skaidrs, ka pareizas frekvences izvēle, jaudas un sildīšanas laika kontrole ļaus izpildīt visas vēlamās virsmas sacietēšanas specifikācijas.

Metalurģija no Indukcijas apkure

Tērauda neparastā uzvedība induktīvi karsējot un iegūtie rezultāti ir pelnījuši diskusiju par iesaistīto metalurģiju. Jāņem vērā karbīda šķīduma ātrums, kas mazāks par sekundi, augstāka cietība nekā krāsnī apstrādājot, un mezglains martensīta veids.
kas klasificē indukcijas rūdīšanas metalurģiju kā “atšķirīgu”. Turklāt virsmas dekarbonizācija un graudu augšana nenotiek īsa sildīšanas cikla dēļ.

Indukcijas apkure rada cietību, kas tiek saglabāta 80 procentos no tā dziļuma, un no turienes pakāpeniski samazinās, izmantojot pārejas zonu, līdz tērauda sākotnējai cietībai, kas konstatēta neietekmētajā serdē. Tādējādi saite ir ideāla, novēršot jebkādu plaisu vai saspiešanas iespēju.

Pilnīgu karbīda šķīdumu un viendabīgumu, par ko liecina maksimālā cietība, var panākt ar kopējo karsēšanas laiku 0.6 sekundes. No šī laika tikai 0.2 līdz 0.3 sekundes faktiski pārsniedz zemāko kritisko vērtību. Interesanti atzīmēt, ka indukcijas rūdīšanas iekārtas ikdienā darbojas uz ražošanas bāzes ar pilnu karbīda šķīdumu, kas rodas sildīšanas un rūdīšanas cikla rezultātā, kura kopējais laiks ir mazāks par 0.2 sekundēm.

Smalkais mezglains un viendabīgākais martensīts, kas rodas indukcijas rūdīšanas rezultātā, ir vieglāk pamanāms oglekļa tēraudiem nekā leģētam tēraudam, jo ​​lielākajai daļai leģētā martensīta izskats ir mezglains. Šīs smalkās struktūras izcelsmei ir jābūt austenītam, kas ir rūpīgākas karbīda difūzijas rezultāts, nekā tas tiek iegūts ar termisko karsēšanu. Praktiski momentāna kritisko temperatūru attīstība visā alfa dzelzs un dzelzs karbīda mikrostruktūrā ir īpaši labvēlīga ātrai karbīda šķīdināšanai un sastāvdaļu sadalījumam, kura neizbēgams produkts ir pilnīgi viendabīgs austentīts. Turklāt šīs struktūras pārvēršana par martensītu radīs martensītu, kam ir līdzīgas īpašības un atbilstoša izturība pret nodilumu vai caurduršanas instrumentiem.

ātrgaitas sildīšana ar indukcijas palīdzību