Установка для индукционного нагрева.

Одним из самых распространенных методов скоростного нагрева металла является высокочастотный нагрев деталей.

При прохождении переменного тока высокой частоты по про­воднику— медному индуктору 1 (рис. 1) вокруг последнего обра­зуется переменное электромагнитное поле, силовые линии 3 кото­рого пронизывают помещенную в индуктор деталь 2. В поверхност­ном слое детали возникают вихревые токи (токи Фуко), вызываю­щие нагрев этого слоя. Источником для питания током служат ма­шинные генераторы (до 10000 Гц) и ламповые (до 100000 Гц), а также тиристорные преобразователи (до 10000 Гц).

Распространение тепла в глу­боколежащие слои осуществля­ется в результате теплопроводно­сти.

Распределение температуры по глубине нагреваемой детали зависит от глубины проникновения тока, теплопроводности ста­ли, скорости нагрева, температуры поверх­ности и геометрических размеров детали.

Для закалки деталей на глубину до 2 мм применяют ламповые генераторы, для закалки деталей на глубину в пределах 2—3 мм применяют ламповые, машинные и тиристорные преобразователи.

Закалку деталей на глубину более 3 мм целесообразно произво­дить только на машинных и тиристорных преобразователях.

Способы индукционной за­калки.Существуют следую­щие основные способы закал­ки:

· одновременный;

· непрерывно-последовательный;

· после­довательный.

Одновременный на­грев и охлаждение всей поверхности применяется для за­калки небольших деталей (пальцы, валики и т. п.).

Непрерывно-последовательный нагрев и охлажде­ние применяются для закалки длинных деталей (рис. 2). Закалка происходит при относительно неподвижных индукторе и охлажда­ющем устройстве (спрейере).

Последовательный способ закалки, при котором обраба­тываемая поверхность нагревается и охлаждается по частям, применяется для обработки шеек коленчатых валов, зубьев крупномодульных зубчатых колес и т. д.

После закалки для уменьшения возникающих внутренних на­пряжений детали подвергают низкому отпуску (160—200° С) в электропечах или самоотпуску.

Для закалки деталей машин с нагревом т. в. ч. применяют универсальные и специальные закалочные станки. Специализированные станки для обработки отдельных деталей применяют в массовом и крупносерийном производстве. Например, на заводе АЗЛК была разработана автоматическая установка для контурной закалки зубчатых колес заднего моста (диаметр 300 мм, высота 70 мм, модуль 6 мм) из стали пониженной прокаливаемости 55ПП. Все технологические операции — индукционный нагрев зубчатых колес до закалочной температуры, подача воды для охлаждения при закалке, низкотемпературный самоотпуск, а также все вспомо­гательные операции (пере­движение колес по конвей­еру, загрузка индуктора или разгрузка его) — осуществляются автоматически. Но­минальная мощность генератора 111 кВт, частота 650 Гц. Общее время нагрева 90 с, температура нагрева 850°С, длительность охлаждения (закалка с самоотпуском при температу­ре 200—210°С) 6,5 с, расход охлаждающей воды 100 л/с, Твердость поверхности HRC 59—61, твердость сердцеви­ны HRC 30—35, глубина слоя у корня зуба 1,9 мм. Производительность уста­новки 30 дет/ч,

В состав установки с ма­шинным преобразователем входит пускорегулирующая аппаратура, нагреватель­ные блоки (или закалочные станки), оборудование и аппаратура для подачи зака­лочной жидкости по замкнутому циклу.

В состав установки с ламповыми генераторами входят закалоч­ные установки (или закалочные станки), оборудование и аппара­тура системы охлаждения.

Температура охлаждаемых элементов машинных и ламповых генераторов до 50°С. Температура закалочной жидкости 22±3 С. Если вода не удовлетворяет техническим требованиям, то замкну­тые системы водоохлаждения заполняют дистиллированной водой.