ПОВЕРХНОСТНАЯ ТВЧ ЗАКАЛКА СТАЛИ
Поверхностная закалка ТВЧ заключается в нагреве поверхностного слоя стали выше АС3 с последующим охлаждением для получения высокой твердости и прочности в поверхностном слое детали в сочетании с "мягкой" сердцевиной.
Высокая скорость высокочастотного индукционного нагрева (сотни градусов в секунду) обусловливает смещение фазовых превращений в область более высоких температур. Следовательно, температура высокочастотной закалки ТВЧ должна быть выше температуры закалки при обычном печном нагреве и тем выше, чем выше скорость нагрева, грубее выделения избыточного феррита в доэвтектоидных сталях. Например, сталь 40 при печном нагреве закаливается начиная с температур 840–860 °С, при индукционном нагреве ТВЧ со скоростью 250 °С/сек — с температур 880–920 °С, а при скорости нагрева 400 °С/с — с температур 930–980 °C.
Нагрев под поверхностную закалку может быть произведен токами высокой частоты ( ТВЧ ) — наиболее распространенный метод или производится в расплавах металлов или солей, пламенем газовых или кислородно-ацетиленовых горелок, лазерным излучением.
При проведении поверхностной закалки ТВЧ, в основном, различают два способа термической обработки — общая закалка ТВЧ всей поверхности и линейная закалка ТВЧ. В первом случае вся закаливаемая поверхность нагревается одновременно и быстро охлаждается, во втором — нагрев поверхности осуществляется поэтапно с помощью мобильного нагревательного устройства и охлаждается непосредственно за ним следующим спрейером — душевым устройством. Разновидности таких закалок различаются по способу относительного движения изделия и нагревающего устройства.
Закалка ТВЧ всей поверхности может осуществляться одним из следующих способов:
-
стационарная закалка ТВЧ — изделие и нагревательное устройство неподвижны. Применима для плоских или криволинейных поверхностей малой протяженности, например, торцов стержней, клапанов, а также для цилиндрических поверхностей малой протяженности, например, цапф коленчатых валов;
-
круговая закалка ТВЧ — изделие вращается, нагревательное устройство неподвижно. Применима для цилиндрических поверхностей ограниченных размеров — цапф коленчатых и кулачковых валов, крановых болтов и т. п;
-
маятниковая закалка ТВЧ — при неподвижном или вращающемся изделии нагревательное устройство совершает возвратно-поступательное движение. Применима для плоских и криволинейных поверхностей малой протяженности — зубчатых венцов, цилиндрических поверхностей ограниченных размеров.
Линейная закалка проводится одним из следующих способов:
-
непрерывно-последовательная закалка ТВЧ — при этом виде закалки изделие движется в продольном направлении, а нагревательное устройство неподвижно, или наоборот. Применима для плоских или криволинейных поверхностей, а также направляющих станин. В случае индукционного нагрева этому виду обработки подвергаются также цилиндрические поверхности;
-
непрерывно-последовательная круговая закалка ТВЧ — то же, что и предыдущий случай с дополнительным — вращательным — движением изделия. Используется при обработке длинномерных цилиндрических поверхностей, валов, осей, крановых болтов и т. п.
-
тангенциальная непрерывно-последовательная закалка ТВЧ ( скользящая закалка ТВЧ или сканирующая) — при неподвижном нагревательном устройстве изделие совершает один оборот. Начало и конец закаленной зоны совпадают. Пригодна только для цилиндрических поверхностей ограниченных размеров, например, колец шарикоподшипников, бандажей и т. п.