ркулює вода, завдяки чому вони не нагріваються. Форма індуктора відповідає зовнішній формі виробу, при цьому необхідно сталість зазору між індуктором і поверхнею виробу. p align="justify"> пропускають струм високої частоти від машинного або лампового генератора. При цьому навколо індуктора виникає змінне магнітне поле, що збуджує за законом електромагнітної індукції вихрові струми в деталі, за рахунок яких і відбувається нагрівання її поверхневого шару до температури гарту. p align="justify"> Змінюючи частоту струму в індукторі, можна міняти глибину нагріву і відповідно товщину загартованого шару. По закінченні нагрівання деталь охолоджують водою в охолоджувальному пристрої 3. Весь процес гарту займає кілька секунд і тому є дуже продуктивним. Крім того, слід відзначити відсутність такого небажаного явища, як освіта окалини на поверхні деталей, і відсутність їх деформації. При цьому твердість і ударна в'язкість загартованих шарів вище, ніж при пічному нагріві. Зважаючи на високу вартість обладнання цей спосіб застосовується тільки в умовах масового виробництва. br/>В
Рисунок 5 - Схема проведення поверхневого гарту
а, б, в - етапи процесу загартування;
- деталь;
- індуктор;
- охолоджувальний пристрій
Після нагріву протягом 3 ... 5 з індуктора 2 деталь 1 швидко переміщається в спеціальне охолоджувальний пристрій - Спрейер 3, через отвори якого на нагріту поверхню розбризкується гартівна рідина.
Висока швидкість нагріву зміщує фазові перетворення в область більш високих температур. Температура гарту при нагріванні струмами високої частоти повинна бути вище, ніж при звичайному нагріві. p align="justify"> При правильних режимах нагріву після охолодження виходить структура мелкоігольчатого мартенситу. Твердість підвищується на 2 ... 4 HRC в порівнянні із звичайною загартуванням, зростає зносостійкість і межа витривалості. p align="justify"> Найбільш доцільно використовувати цей метод для виробів із сталей з вмістом вуглецю більше 0,4%.
Переваги методу:
більша економічність, немає необхідності нагрівати всі виріб;
більш високі механічні властивості;
відсутність зневуглецювання і окислення поверхні деталі;
зниження шлюбу за викривлення і утворення гартівних тріщин;
можливість автоматизації процесу;
використання гарту ТВЧ дозволяє замінити леговані сталі на дешевші вуглецеві;
дозволяє проводити загартування окремих ділянок деталі.
Основний недолік методу - висока вартість індукційних установок і індукторів.
Доцільно використовувати в серійному і масовому виробництві. p align="justify"> Для виготовлення штоків виберемо поверхневу загартування ТВЧ, так як повний цикл даного вид гарту проходить швидше, обладнання менш габаритно, після термообробки поверхня має мінімальну кількість дефектів, характеристики матеріалу після термообробки повністю відповідають поставленими перед нами завданнями обробки. p align="justify"> Середньочастотні індукційні нагрівачі мають широку область застосування, в тому числі індукційна плавка металів. Завдяки глибині дії цих індукційних нагрівачів до 10 мм саме прилади з робочим діапазоном частот від 1 до 20 кГц входять до складу індукційних транзисторних плавильних печей ІПП і індукційних ковальських нагрівачів ІКН. Крім індукційної плавки і наскрізного індукційного нагріву перед штампуванням ці нагрівачі застосовують для індукційної ТВЧ гарту деталей, а також для ТВЧ пайки. p align="justify"> На відміну від тиристорних, середньочастотні транзисторні індукційні нагрівачі мають меншими габаритами і на 30% менше споживають енергії. Завдяки застосуванню MOSFET транзисторів і IGBT модулів, крім своєї економічно сти індукційні нагрівачі володіють чудовою надійністю і можуть працювати до 24 годин на добу.
В
Малюнок 6 - Середньочастотний індукційний нагрівач
4.3 Розрахунок часу для проведення термічної обробки
Сталь 40 є доевтектоїдної сталлю, отже, температура гарту буде визначатися як А + (30 - 50) В° С = 790 + 40 = 830 В° С. Твердість сталі після загартування бкдет становити 54-56 HRC. p> Графік проведення термообробки відображено на рисунку 7.
В
Малюнок 7 - Графік проведення термічної обробки
Початкова структура середньовуглецевої конструкційної сталі 40 до нагрівання під загартування - перліт + ферит. Структура стали 40 при температурі нагріву під загартування - аустеніт, після охолодження зі швидкістю вище критичної - мартенсит. Мікроструктури відображені на малюнку 8. br/>
а)
В
б)
В
В
в)
