Зависимость твердости на поверхности стали У10

Зависимость твердости на поверхности стали У10 от температуры нагрева под закалку
при разных скоростях нагрева (И. Н. Кидин), град/с:
1 — 700; 2 — 400; 3 — 200.

Высокочастотная закалка повышает поверхностную твердость и износостойкость изделий. Здесь она с успехом заменяет менее производительную цементацию.

Важно также использование индукционной поверхностной закалки для повышения сопротивления усталости. Многочисленные детали машин, например валы и оси, работают на изгиб и кручение, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях. При знакопеременной нагрузке разрушение, как правило, начинается с поверхности изделия. Высокочастотная закалка, упрочняющая поверхностный слой и создающая в нем остаточные напряжения сжатия, значительно повышает предел выносливости, который может возрасти в 1,5 — 2 раза.

При поверхностной закалке глубина закаленного слоя обычно не превышает глубины прокаливаемости. Поэтому высокочастотную закалку широко используют для углеродистых сталей с небольшой прокаливаемостью, таких, как стали 40 и 45.

Легированные стали в ряде случаев с успехом заменяют углеродистыми или низколегированными, упрочняемыми поверхностной закалкой с индукционным нагревом.

Суммируя, можно отметить следующие преимущества закалки с высокочастотным нагревом: высокую производительность, повышение износостойкости и сопротивления усталости, отсутствие обезуглероживания, незначительное окисление, точную регулировку глубины закалки, возможность механизации и автоматизации процесса, а также организации поточных линий.

К недостаткам относятся высокая стоимость индукционной установки и нерентабельность закалки единичных деталей, для каждой из которых требуется изготовить собственный индуктор и подобрать режим обработки. При серийном производстве однотипных деталей эти недостатки отсутствуют и высокочастотная закалка рентабельна.

В настоящее время закалку с нагревом ТВЧ применяют к таким изделиям, как коленчатые и распределительные валы, шестерни, тормозные кулаки, пальцы кривошипа, валки холодной прокатки, рельсы (закаливают концы рельсов), фрезы, метчики, плашки, зубила, напильники и др.

Исследования, проведенные И. Н. Кидиным, К. 3. Шепеляковским и другими авторами, открывают все новые возможности использования электротермической обработки со скоростным нагревом.

Поверхностная закалка с нагревом пламенем горелки проводится следующим способом.

Горючий газ (например, ацетилен) и кислород смешиваются в специальной горелке и вытекают из закалочного наконечника. При сгорании в смеси с кислородом газообразного горючего образуется пламя с высокой температурой (2400 — 3000 °С). Пламя горелки направляют на участок поверхности закаливаемого изделия, где оно быстро разогревает слой толщиной 2 — 4 мм до температур выше точки А_c3. Затем на разогретый участок через отверстия в охлаждающей части закалочного наконечника под давлением выбрызгивают воду.

Основным преимуществом рассматриваемого способа закалки по сравнению с высокочастотной является простота оборудования для газопламенного нагрева.

Закалку с нагревом пламенем горелки целесообразно применять при индивидуальном производстве и ремонте, когда закалка ТВЧ нерентабельна, при закалке крупных изделий (прокатных валков), при работе в полевых условиях (закалка без демонтажа).

Недостатки газопламенной закалки — возможность сильного перегрева и менее точное регулирование толщины закаленного слоя.

Дата добавления: 2015-07-14