Свойства на повърхностно закалени детайли чрез индукция

Спецификации за втвърдяване на HDTV

Определянето на спецификациите за повърхностно закаляване чрез индукция е отправна точка в развитието на технологичния процес на закаляване.

Спецификациите за повърхностно закаляване чрез индукция трябва да гарантират необходимата производителност на детайла и удобен контрол на съответствието им с действителните резултати от термичната обработка. Те трябва да включват уточняване на размера и местоположението на втвърдената зона с допустими отклонения, дълбочината на втвърдения слой и твърдостта на повърхността. Техническите условия могат също така конкретно да определят максималните граници на деформация, ограничения за изправяне, разпространение на темпериращи цветове, допустими дефекти в зоната на втвърдения слой и др. Техническите условия се определят, като се вземат предвид свойствата на избрания клас стомана и също така се определя предишната термична обработка на частта, твърдостта преди втвърдяване, допустимата дълбочина на преходната зона на омекване на оригиналната структура (след термично подобрение). При това се взема предвид, че границата на закаления слой върху цилиндричната повърхност не може да бъде по-близо до широката изпъкнала крайна част (до стената на коляновия вал) с по-малко от 6-10 mm, което се уточнява допълнително след закаляването на експерименталната партида. Втвърдяването не може да се разшири до повърхност с плътно разположени отвори или широки единични прозорци, изрези, които значително стесняват зоната на индуциран ток. Части от производството на инструменти, тънкостенни и асиметрични, деформацията и неравномерното нагряване на които правят индукционното нагряване неприемливо, трябва да бъдат прехвърлени към химиотермичниобработка.

Отлятата стомана има вдлъбнатини, пукнатини, ронливост и други несъвършенства, често скрити под повърхността. С преминаването на индуцирани токове в зоната, където леярските дефекти стесняват пътя за течения, се появяват локални зони с повишена температура, до топене и отваряне на дефекти, както и втвърдяващи пукнатини, груба структура на закаления слой. Ако такива дефекти могат да бъдат допуснати при работни условия (за смачкване, абразия), тогава в спецификациите за втвърдяване трябва да бъдат посочени необходимите ограничения за местоположението, максимално допустимия размер на отделните дефекти и най-голямата допустима относителна площ на дефектните зони. Прехвърлянето на отливките към закаляване с газов пламък ще премахне тези трудности.

Твърдост и дълбочина на закаления слой

По икономически причини трябва, ако е възможно, да се ограничи до използването на въглеродна стомана класове 35, 40, 45, 50, 55pp, ако необходимата дълбочина на закаления слой не надвишава 3-4 mm.

При необходимост от по-дълбоко закаляване, предварително термично подобрение за високи механични свойства на сърцевината, се избират стомани, легирани с хром, манган, силиций, ванадий, никел, марки 45x, 50g, 40xs, 45xn и др. (Таблица 1).

Дълбочината на закаления слой се задава от проектанта въз основа на условията на работа на детайла, изискванията за неговата якост (общи и локални). Оптимална якост на умора при огъване и якост на усукване за цилиндрични части се постигат с дълбочина на закаления слой

10% от диаметъра. За висока якост на контактна умора максималното контактно напрежение не трябва да надвишава границите на термично обработения слой. С увеличаване на дълбочината на втвърдяване, каишките растат, необходимо е да се въведе редактиране, да се увеличат квотите за смилане. Зачасти, които работят върху абразия, не подлежат на деформация по време на втвърдяване, препоръчително е да зададете дълбочината на втвърдяване в рамките на 1-2 mm. Дълбочината на втвърдения слой не трябва да бъде по-голяма от посочената в табл. 1.

При определяне на твърдостта на закаления слой е необходимо да се ръководи от границите, посочени в табл. 1. Задаването на по-ниска твърдост на закаления слой означава въвеждане на допълнителна операция на темпериране в пещта.

В допълнение към основните технически условия, разгледани по-горе, при втвърдяване на части със сложна форма е необходимо допълнително да се определят условия, които отразяват главно характеристиките на индукционното нагряване на жлебове, издатини, зъби, гърбици и местоположението на границите на закаления слой в тези места.

Например, по време на високочестотно втвърдяване на зъбни колела (m = 10 mm) в контурен индуктор по метода на едновременно нагряване "зъб по зъб" без втвърдяване на кухини с помощта на радиочестоти, крайните повърхности на зъбите се втвърдяват по-дълбоко от еволвентната повърхност (фиг. 1.а), а в технически условия се допуска втвърдяване на краищата без контрол на твърдостта и дълбочината. При същия метод на втвърдяване, но с използването на средночестотни токове, краищата се нагряват слабо, а ъглите не се закаляват (фиг. 1, б). Следователно в спецификациите за втвърдяване при нагряване със средночестотни токове е необходимо да се посочат участъци от еволвентната повърхност, съседни на краищата, и на самите краища, където твърдостта не се контролира.