HDTV zařízení pro kalení oceli. Instalace HDTV pro kalení


Tavení kovu indukcí je široce používáno v různých průmyslových odvětvích: metalurgie, strojírenství, klenotnictví. Jednoduchou pec indukčního typu pro tavení kovu doma lze sestavit vlastníma rukama.

K ohřevu a tavení kovů v indukčních pecích dochází v důsledku vnitřního ohřevu a změny krystalová mřížka kovu, když jimi procházejí vysokofrekvenční vířivé proudy. Tento proces je založen na jevu rezonance, při kterém mají vířivé proudy maximální hodnotu.

Aby vyvolal proudění vířivých proudů roztaveným kovem, je umístěn v zóně působení elektromagnetického pole induktoru - cívky. Může mít podobu spirály, osmičky nebo trojlístku. Tvar induktoru závisí na velikosti a tvaru ohřívaného obrobku.

Cívka induktoru je připojena ke zdroji střídavého proudu. V průmyslových tavicích pecích se používají průmyslové frekvenční proudy 50 Hz, pro tavení malých objemů kovů ve šperkařství se používají vysokofrekvenční generátory, které jsou účinnější.

Druhy

Vířivé proudy jsou uzavřeny podél obvodu omezeného magnetickým polem induktoru. Proto je ohřev vodivých prvků možný jak uvnitř cívky, tak z její vnější strany.

    Proto jsou indukční pece dvou typů:
  • kanál, ve kterém kanály umístěné kolem induktoru jsou nádobou pro tavení kovů a jádro je umístěno uvnitř;
  • kelímek, používají speciální nádobu - kelímek vyrobený z tepelně odolného materiálu, obvykle vyjímatelný.

kanálová pec příliš celkové a určené pro průmyslové objemy tavení kovů. Používá se při tavení litiny, hliníku a dalších neželezných kovů.
kelímková pec poměrně kompaktní, používají jej klenotníci, radioamatéři, takovou troubu lze sestavit vlastníma rukama a používat doma.

přístroj

    Domácí pec na tavení kovů má poměrně jednoduchý design a skládá se ze tří hlavních bloků umístěných ve společném krytu:
  • alternátor vysoká frekvence;
  • induktor - kutilské spirálové vinutí měděného drátu nebo trubky;
  • kelímek.

Kelímek je umístěn v induktoru, konce vinutí jsou připojeny ke zdroji proudu. Když vinutím protéká proud, vzniká kolem něj elektromagnetické pole s proměnným vektorem. V magnetickém poli vznikají vířivé proudy směřující kolmo na jeho vektor a procházející uzavřenou smyčkou uvnitř vinutí. Procházejí kovem umístěným v kelímku a zahřívají jej na teplotu tání.

Výhody indukční pec:

  • rychlé a rovnoměrné zahřátí kovu ihned po zapnutí instalace;
  • směrovost vytápění - zahřívá se pouze kov, nikoli celá instalace;
  • vysoká rychlost tavení a homogenita taveniny;
  • nedochází k odpařování legujících složek kovu;
  • instalace je šetrná k životnímu prostředí a bezpečná.

Svařovací invertor lze použít jako generátor indukční pece pro tavení kovu. Generátor můžete sestavit také podle níže uvedených schémat vlastníma rukama.

Pec pro tavení kovu na svařovacím invertoru

Tato konstrukce je jednoduchá a bezpečná, protože všechny měniče jsou vybaveny vnitřní ochranou proti přetížení. Celá sestava pece v tomto případě spočívá v tom, že si vytvoříte induktor vlastníma rukama.

Obvykle se provádí ve formě spirály z měděné tenkostěnné trubky o průměru 8-10 mm. Ohýbá se podle šablony požadovaného průměru, přičemž závity jsou umístěny ve vzdálenosti 5-8 mm. Počet závitů je od 7 do 12 v závislosti na průměru a vlastnostech měniče. Celkový odpor tlumivky musí být takový, aby nezpůsobil nadproud ve střídači, jinak dojde k jeho vypnutí vnitřní ochranou.

Induktor může být namontován v pouzdře vyrobeném z grafitu nebo textolitu a uvnitř může být instalován kelímek. Induktor jednoduše položíte na tepelně odolný povrch. Pouzdro nesmí vést proud, jinak jím projde obvod vířivých proudů a sníží se výkon instalace. Ze stejného důvodu se nedoporučuje umísťovat cizí předměty do zóny tavení.

Při práci ze svařovacího invertoru musí být jeho pouzdro uzemněno! Zásuvka a kabeláž musí být dimenzovány na proud odebíraný měničem.


Topný systém soukromého domu je založen na provozu pece nebo kotle, jehož vysoký výkon a dlouhá nepřetržitá životnost závisí jak na značce a instalaci samotných topných zařízení, tak na správné instalaci komína.
najdete doporučení pro výběr kotle na tuhá paliva a dále se seznámíte s typy a pravidly:

Tranzistorová indukční pec: obvod

Je jich mnoho různé cesty sestavte indukční ohřívač vlastníma rukama. Poměrně jednoduché a osvědčené schéma pece pro tavení kovu je znázorněno na obrázku:

    K sestavení instalace vlastníma rukama budete potřebovat následující díly a materiály:
  • dva tranzistory s efektem pole typu IRFZ44V;
  • dvě diody UF4007 (můžete použít i UF4001);
  • rezistor 470 Ohm, 1 W (můžete vzít dva sériově zapojené 0,5 W každý);
  • filmové kondenzátory pro 250 V: 3 kusy s kapacitou 1 mikrofarad; 4 kusy - 220 nF; 1 kus - 470 nF; 1 kus - 330 nF;
  • měděný drát vinutí v smaltované izolaci Ø1,2 mm;
  • měděný drát vinutí v smaltované izolaci Ø2 mm;
  • dva prstence z tlumivek odebraných z napájení počítače.

Postup montáže svépomocí:

  • Tranzistory s efektem pole jsou namontovány na radiátorech. Protože se okruh během provozu velmi zahřívá, musí být radiátor dostatečně velký. Můžete je také nainstalovat na jeden radiátor, ale pak musíte tranzistory izolovat od kovu pomocí těsnění a podložek vyrobených z pryže a plastu. Pinout tranzistorů s efektem pole je znázorněn na obrázku.

  • Je nutné udělat dvě tlumivky. Pro jejich výrobu je měděný drát o průměru 1,2 mm navinut na kroužky odebrané z napájecího zdroje jakéhokoli počítače. Tyto kroužky jsou vyrobeny z práškového feromagnetického železa. Je třeba je navinout od 7 do 15 závitů drátu a snažit se udržet vzdálenost mezi závity.

  • Výše uvedené kondenzátory jsou sestaveny do baterie s celkovou kapacitou 4,7 mikrofaradů. Zapojení kondenzátorů - paralelní.

  • Vinutí induktoru je vyrobeno z měděného drátu o průměru 2 mm. 7-8 závitů vinutí je navinuto na válcový předmět vhodný pro průměr kelímku, přičemž zůstávají dostatečně dlouhé konce pro připojení k obvodu.
  • Připojte prvky na desce podle schématu. Jako zdroj energie je použita baterie 12 V, 7,2 A/h. Proud odebíraný při provozu je cca 10 A, kapacita baterie v tomto případě vystačí na cca 40 minut.V případě potřeby je těleso pece vyrobeno z tepelně odolného materiálu, např. textolitu.Výkon zařízení lze měnit změnou počtu závitů vinutí induktoru a jejich průměru.
Při delším provozu se mohou topné články přehřát! K jejich chlazení můžete použít ventilátor.

Indukční ohřívač pro tavení kovu: video

Lampová indukční trouba

Výkonnější indukční pec pro tavení kovů lze sestavit ručně na vakuové trubice. Schéma zařízení je znázorněno na obrázku.

Pro generování vysokofrekvenčního proudu se používají 4 paralelně zapojené paprskové lampy. Jako induktor je použita měděná trubka o průměru 10 mm. Jednotka je vybavena trimovacím kondenzátorem pro nastavení výkonu. Výstupní frekvence je 27,12 MHz.

K sestavení obvodu potřebujete:

  • 4 elektronky - tetrody, můžete použít 6L6, 6P3 nebo G807;
  • 4 tlumivky pro 100 ... 1000 μH;
  • 4 kondenzátory při 0,01 uF;
  • neonová kontrolka;
  • ladící kondenzátor.

Sestavení zařízení vlastníma rukama:

  1. Induktor je vyroben z měděné trubky a ohýbá ji do tvaru spirály. Průměr závitů je 8-15 cm, vzdálenost závitů je minimálně 5 mm. Konce jsou pocínovány pro připájení k obvodu. Průměr induktoru musí být o 10 mm větší než průměr kelímku umístěného uvnitř.
  2. Umístěte induktor do pouzdra. Může být vyroben z tepelně odolného nevodivého materiálu nebo z kovu, který poskytuje tepelnou a elektrickou izolaci od prvků obvodu.
  3. Kaskády lamp jsou sestaveny podle schématu s kondenzátory a tlumivkami. Kaskády jsou zapojeny paralelně.
  4. Připojte neonovou kontrolku - bude signalizovat připravenost obvodu k provozu. Lampa je přivedena do instalačního pouzdra.
  5. V obvodu je zařazen ladicí kondenzátor s proměnnou kapacitou, jeho rukojeť je rovněž zobrazena na pouzdře.


Pro všechny milovníky lahůdek uzených za studena vám navrhujeme, abyste se naučili, jak rychle a snadno vyrobit udírnu vlastníma rukama, a seznámit se s fotografickými a video pokyny pro výrobu generátoru kouře uzeného za studena.

Chlazení okruhu

Průmyslové tavírny jsou vybaveny systémem nuceného chlazení pomocí vody nebo nemrznoucí směsi. Vodní chlazení doma bude vyžadovat dodatečné náklady, srovnatelné v ceně s náklady na samotnou tavbu kovů.

Chlazení ventilátorem je možné za předpokladu, že je ventilátor dostatečně vzdálený. V opačném případě bude kovové vinutí a další prvky ventilátoru sloužit jako přídavný obvod pro uzavření vířivých proudů, což sníží účinnost instalace.

Prvky elektronických a lampových obvodů jsou také schopny aktivně se zahřívat. Pro jejich chlazení jsou k dispozici radiátory odvádějící teplo.

Opatření pro bezpečnost práce

  • Hlavním nebezpečím během provozu je nebezpečí popálení od zahřátých prvků instalace a roztaveného kovu.
  • Obvod lampy obsahuje prvky s vysokým napětím, takže musí být umístěn v uzavřené skříni, aby se vyloučil náhodný kontakt s prvky.
  • Elektromagnetické pole může ovlivňovat předměty, které jsou mimo skříň zařízení. Proto je před prací lepší obléknout si oblečení bez kovových prvků, odstranit složitá zařízení z oblasti pokrytí: telefony, digitální fotoaparáty.
Nedoporučuje se používat přístroj osobám s implantovaným kardiostimulátorem!

Domácí tavicí pec na kov lze také použít k rychlému zahřátí kovových prvků, například když jsou pocínovány nebo tvarovány. Charakteristiky prezentovaných instalací lze upravit pro konkrétní zadání změnou parametrů tlumivky a výstupního signálu generátorových soustrojí - lze tak dosáhnout jejich maximální účinnosti.

Kalení oceli se provádí, aby kov získal větší odolnost. Ne všechny výrobky jsou tvrzené, ale pouze ty, které jsou často zvenčí opotřebované a poškozené. Po vytvrzení se vrchní vrstva výrobku stává velmi odolnou a chráněnou před vznikem korozních útvarů a mechanickým poškozením. Kalení vysokofrekvenčními proudy umožňuje dosáhnout přesně takového výsledku, jaký výrobce potřebuje.

Proč kalit HDTV

Když je možnost volby, velmi často vyvstává otázka „proč?“. Proč se vyplatí zvolit HDTV kalení, pokud existují i ​​jiné způsoby kalení kovů, například pomocí horkého oleje.
HDTV kalení má mnoho výhod, díky kterým se v posledních letech aktivně používá.

  1. Vlivem vysokofrekvenčních proudů je ohřev rovnoměrný po celé ploše výrobku.
  2. Software indukčního zařízení může plně řídit proces kalení pro přesnější výsledek.
  3. HDTV kalení umožňuje zahřát výrobek do požadované hloubky.
  4. Indukční instalace umožňuje snížit množství vad ve výrobě. Pokud se při použití horkých olejů na výrobku velmi často tvoří vodní kámen, pak ohřev HDTV toto zcela eliminuje. Vytvrzení HDTV snižuje počet vadných výrobků.
  5. Indukční kalení spolehlivě chrání výrobek a umožňuje zvýšit produktivitu v podniku.

Výhod indukčního ohřevu je mnoho. Existuje jedna nevýhoda - v indukčním zařízení je velmi obtížné vytvrdit výrobek, který má složitý tvar (polyedry).

HDTV kalící zařízení

Pro HDTV kalení se používá moderní indukční zařízení. Indukční jednotka je kompaktní a umožňuje zpracovat značné množství produktů v krátkém čase. Pokud společnost neustále potřebuje kalit výrobky, pak je nejlepší zakoupit kalicí komplex.
Kalící komplex obsahuje: kalicí stroj, indukční jednotku, manipulátor, chladící modul, v případě potřeby lze doplnit sadu induktorů pro kalení produktů různých tvarů a velikostí.
HDTV kalící zařízení- jedná se o vynikající řešení pro vysoce kvalitní kalení kovových výrobků a získání přesných výsledků v procesu přeměny kovů.

Síla prvků je zvláště kritická ocelové konstrukce do značné míry závisí na stavu uzlů. Důležitou roli hraje povrch dílů. Aby mu byla dána potřebná tvrdost, odolnost nebo viskozita, provádějí se operace tepelného zpracování. Vytvrdit povrch dílů různé metody. Jedním z nich je kalení vysokofrekvenčními proudy, tedy HDTV. Patří k nejčastější a velmi produktivní metodě při velkosériové výrobě různých konstrukčních prvků.

Toto tepelné zpracování se aplikuje jak na celé díly, tak na jejich jednotlivé sekce. V tomto případě je cílem dosáhnout určité úrovně síly, čímž se zvýší životnost a výkon.

Technologie používaná ke zpevnění uzlů technologické vybavení a transportu a také při kalení různých nástrojů.

Esence technologie

HDTV kalení je zlepšení pevnostních charakteristik součásti díky schopnosti elektrický proud(s proměnnou amplitudou), aby pronikl povrch součásti a vystavil ji teplu. Hloubka průniku vlivem magnetického pole může být různá. Současně s povrchovým ohřevem a kalením se jádro uzlu nemusí zahřívat vůbec nebo jen mírně zvýšit jeho teplotu. Povrchová vrstva obrobku tvoří potřebnou tloušťku, dostatečnou pro průchod elektrického proudu. Tato vrstva představuje hloubku průniku elektrického proudu.

Experimenty to prokázaly zvýšení frekvence proudu přispívá ke snížení hloubky průniku. Tato skutečnost otevírá možnosti pro regulaci a výrobu dílů s minimální vytvrzenou vrstvou.

Tepelné zpracování HDTV se provádí ve speciálních instalacích - generátory, násobiče, frekvenční měniče, umožňujících nastavení v požadovaném rozsahu. Konečné vytvrzení je kromě frekvenčních charakteristik ovlivněno rozměry a tvarem součásti, materiálem výroby a použitým induktorem.

Byl také odhalen následující vzorec - čím menší je výrobek a čím jednodušší je jeho tvar, tím lépe probíhá proces tuhnutí. To také snižuje celkovou spotřebu energie instalace.

měděný induktor. Na vnitřním povrchu jsou často další otvory určené pro přívod vody během chlazení. V tomto případě je proces doprovázen primárním ohřevem a následným chlazením bez přívodu proudu. Konfigurace induktoru jsou různé. Zvolené zařízení přímo závisí na zpracovávaném obrobku. Některá zařízení nemají otvory. V takové situaci se díl ochladí ve speciální kalicí nádrži.

Hlavním požadavkem pro proces HD kalení je udržení konstantní mezery mezi induktorem a obrobkem. Při dodržení stanoveného intervalu se kvalita kalení stává nejvyšší.

Posilování lze provést jedním ze způsobů:

  • Spojitá řada: součást je stacionární a induktor se pohybuje podél své osy.
  • Simultánně: výrobek se pohybuje a induktor naopak.
  • Sekvenční: Zpracování různých částí jeden po druhém.

Vlastnosti indukční instalace

Instalace pro HDTV kalení je vysokofrekvenční generátor spolu s induktorem. Obrobek je umístěn jak v samotném induktoru, tak vedle něj. Je to cívka, na které je navinuta měděná trubička.

Střídavý elektrický proud při průchodu induktorem vytváří elektromagnetické pole, které proniká do obrobku. Vyvolává vývoj vířivých proudů (Foucaultovy proudy), které přecházejí do struktury součásti a zvyšují její teplotu.

Hlavním rysem technologie– pronikání vířivých proudů do povrchové struktury kovu.

Zvýšení frekvence otevírá možnost koncentrace tepla na malé ploše součásti. To zvyšuje rychlost nárůstu teploty a může dosáhnout až 100 - 200 stupňů / sec. Stupeň tvrdosti se zvýší na 4 jednotky, což je vyloučeno při hromadném kalení.

Indukční ohřev - charakteristika

Stupeň indukčního ohřevu závisí na třech parametrech – měrný výkon, doba ohřevu, frekvence elektrického proudu. Výkon určuje čas strávený ohřevem součásti. V souladu s tím, s větší hodnotou času, je vynaloženo méně času.

Doba ohřevu je charakterizována celkovým množstvím vynaloženého tepla a vyvinutou teplotou. Frekvence, jak již bylo uvedeno výše, určuje hloubku průniku proudů a vytvořenou vytvrditelnou vrstvu. Tyto vlastnosti spolu nepřímo souvisí. S rostoucí frekvencí objemová hmotnost zahřátého kovu klesá.

Právě tyto 3 parametry umožňují v širokém rozsahu regulovat stupeň tvrdosti a hloubku vrstvy i objem ohřevu.

Praxe ukazuje, že jsou řízeny charakteristiky generátorového soustrojí (hodnoty napětí, výkonu a proudu), jakož i doba ohřevu. Stupeň ohřevu součásti lze ovládat pomocí pyrometru. Obecně však není vyžadováno nepřetržité sledování teploty existují optimální režimy vytápění HDTV, které zajišťují stabilní kvalitu. Vhodný režim je zvolen s ohledem na změněné elektrické charakteristiky.

Po vytvrzení je výrobek odeslán do laboratoře k analýze. Studuje se tvrdost, struktura, hloubka a rovina distribuované kalené vrstvy.

Povrchové kalení HDTV doprovázeno velkým teplem ve srovnání s konvenčním procesem. To je vysvětleno následovně. Za prvé, vysoká rychlost nárůstu teploty přispívá ke zvýšení kritických bodů. Za druhé je nutné zajistit v krátké době dokončení přeměny perlitu na austenit.

Vysokofrekvenční kalení je ve srovnání s konvenčním procesem doprovázeno vyšším ohřevem. Kov se však nepřehřívá. To je vysvětleno skutečností, že zrnité prvky v ocelové konstrukci nemají čas vyrůst v minimálním čase. Hromadné kalení má navíc nižší pevnost až o 2-3 jednotky. Po vytvrzení HFC má díl větší odolnost proti opotřebení a tvrdost.

Jak se volí teplota?

Soulad s technologií by měl být doprovázen správná volba teplotní rozsah. V zásadě bude vše záviset na zpracovávaném kovu.

Ocel je rozdělena do několika typů:

  • Hypoeutektoidní - obsah uhlíku do 0,8 %;
  • Hypereutektoidní – více než 0,8 %.

Hypoeutektoidní ocel se zahřívá na hodnotu mírně vyšší, než je nutné pro přeměnu perlitu a feritu na austenit. Rozsah od 800 do 850 stupňů. Poté detail vysoká rychlost se ochladí. Po prudkém ochlazení se austenit přemění na martenzit, který má vysokou tvrdost a pevnost. Krátkou dobou výdrže se získá jemnozrnný austenit a také jemně jehličkovitý martenzit. Ocel získává vysokou tvrdost a malou křehkost.

Hypereutektoidní ocel se méně zahřívá. Rozsah od 750 do 800 stupňů. V tomto případě se provádí neúplné vytvrzení. To se vysvětluje skutečností, že taková teplota umožňuje zachovat ve struktuře určitý objem cementitu, který má vyšší tvrdost ve srovnání s martenzitem. Při rychlém ochlazení se austenit přemění na martenzit. Cementit je konzervován drobnými inkluzemi. Zóna také zadržuje plně rozpuštěný uhlík, který se změnil na pevný karbid.

Výhody technologie

  • Ovládání režimu;
  • Náhrada legované oceli uhlíkovou ocelí;
  • Jednotný proces ohřevu produktu;
  • Možnost nezahřívat celý díl úplně. Snížená spotřeba energie;
  • Vysoká výsledná pevnost zpracovávaného obrobku;
  • Neexistuje žádný oxidační proces, uhlík se nespaluje;
  • Žádné mikrotrhliny;
  • Nejsou zde žádné pokřivené body;
  • Zahřívání a kalení určitých částí výrobků;
  • Snížení času stráveného na postupu;
  • Implementace při výrobě dílů pro vysokofrekvenční instalace ve výrobních linkách.

Nedostatky

Hlavní nevýhodou uvažované technologie jsou značné náklady na instalaci. Z tohoto důvodu je účelnost použití opodstatněná pouze ve velkosériové výrobě a vylučuje možnost provádět práci sami doma.

Více o fungování a principu fungování instalace se dozvíte na prezentovaných videích.

Kalírna pro ohřev t. t. h. sestává z generátoru t. h.,

snižovací transformátor, kondenzátorové baterie, induktor, obráběcí stroj (někdy je obráběcí stroj nahrazen zařízením pro pohon součásti nebo induktoru) a pomocné servisní zařízení (časové relé, relé pro řízení dodávky zhášecí kapaliny, signalizační, blokovací a ovládací zařízení).

V uvažovaných zařízeních, např generátory t.v.h na středních frekvencích (500-10000 Hz) strojní generátory a nověji statické měniče tyristorového typu; na vysokých frekvencích (60 000 Hz a více) elektronkové generátory. Perspektivním typem generátorů jsou iontové konvertory, tzv. generátory excitronů. Udržují energetické ztráty na minimu.

Na Obr. 5 znázorňuje schéma zařízení se strojním generátorem. Kromě generátoru motoru 2 a motor 3 s budičem 1 obsahuje jednotka snižovací transformátor 4, kondenzátorové banky 6 a induktor 5. Transformátor sníží napětí na bezpečnou hodnotu (30-50 V) a zároveň 25-30krát zvýší sílu proudu, čímž jej vynese až na 5000-8000 A.

Obrázek 5 Obrázek 6

Tabulka 1 Typy a provedení induktorů

Na Obr. 6 ukazuje příklad kalení s víceotáčkovým induktorem. Kalení se provádí následovně:

Část je umístěna uvnitř pevného induktoru. Se spuštěním HDTV aparatury se díl začne otáčet kolem své osy a zároveň se zahřívat, následně je pomocí automatizovaného řízení přiváděna kapalina (voda) a ochlazuje se. Celý proces trvá 30-45 sekund.

HDTV kalení je druh tepelného zpracování kovu, v důsledku kterého se výrazně zvyšuje tvrdost a materiál ztrácí tažnost. Rozdíl mezi HDTV kalením a jinými kalícími metodami je ten, že ohřev se provádí pomocí speciálních HDTV instalací, které působí na část určenou pro kalení vysokofrekvenčními proudy. HDTV kalení má mnoho výhod, z nichž hlavní je úplná kontrola vytápění. Použití těchto kalicích komplexů může výrazně zlepšit kvalitu výrobků, protože proces kalení probíhá v plně automatickém režimu, práce operátora spočívá pouze v upevnění hřídele a zapnutí cyklu stroje.

5.1 Výhody komplexů indukčního kalení (instalace indukčního ohřevu):

    HDTV kalení lze provádět s přesností 0,1 mm

    Indukční kalení zajišťuje rovnoměrný ohřev a umožňuje ideální rozložení tvrdosti po celé délce hřídele

    Vysoké tvrdosti HDTV kalení je dosaženo použitím speciálních induktorů s vodicími lištami, které hřídel ihned po zahřátí ochladí.

    HDTV kalicí zařízení (kalení pece) je vybíráno nebo vyráběno v přísném souladu s technickými specifikacemi.

6.Odvápnění v tryskacích strojích

U tryskacích strojů se okuje z dílů odstraňuje proudem litinových nebo ocelových broků. Proud vytváří stlačený vzduch o tlaku 0,3-0,5 MPa (pneumatické tryskání) nebo rychloběžná lopatková kola (mechanické čištění brokovými tryskami).

V pneumatické tryskání v instalacích lze použít broky i křemičitý písek. Ve druhém případě se však tvoří velké množství prachu dosahující až 5-10 % hmotnosti čištěných dílů. Křemenný prach, který se dostává do plic servisního personálu, způsobuje nemoc z povolání - silikózu. Proto se tato metoda používá ve výjimečných případech. Při tryskání by měl být tlak stlačeného vzduchu 0,5-0,6 MPa. Železné broky se vyrábí litím tekutého železa do vody za současného rozstřikování litiny proudem litiny stlačeným vzduchem a následným tříděním na sítech. Výstřel by měl mít strukturu bílé litiny o tvrdosti 500 HB, jeho rozměry se pohybují v rozmezí 0,5-2 mm. Spotřeba litinových broků je pouze 0,05-0,1% hmotnosti dílů. Při čištění brokem se získá čistší povrch součásti, dosáhne se vyšší produktivity zařízení a Lepší podmínky práce než pískování. Pro ochranu životního prostředí před prachem jsou tryskací stroje vybaveny uzavřenými kryty se zvýšenou odsávací ventilací. Podle hygienických norem by maximální přípustná koncentrace prachu neměla překročit 2 mg/m3. Doprava střel v moderních závodech je plně mechanizovaná.

Hlavní částí pneumatické instalace je tryskací stroj, který může být nucený a gravitační. Nejjednodušší jednokomorový vstřikovací tryskač (obr. 7) je válec 4, mající nahoře nálevku na broky, hermeticky uzavřenou víkem 5. Na dně válce končí trychtýř, jehož otvor vede do směšovací komory 2. Výstřel je podáván rotačním ventilem 3. Stlačený vzduch je do směšovací komory přiváděn přes ventil 1, který zachycuje výstřel a transportuje jej přes flexibilní hadici 7 a trysku 6 na detailech. Broek je pod tlakem stlačeného vzduchu až k výstupu z trysky, což zvyšuje účinnost abrazivního paprsku. U aparatury popsané jednokomorové konstrukce musí být stlačený vzduch při doplnění brokem dočasně vypnut.

Indukční ohřev nastává v důsledku umístění obrobku v blízkosti vodiče střídavého elektrického proudu, který se nazývá induktor. Při průchodu vysokofrekvenčního proudu (HFC) induktorem se vytvoří elektromagnetické pole a pokud se v tomto poli nachází kovový výrobek, dojde k jeho vybuzení. elektromotorická síla, který způsobí průchod střídavého proudu o stejné frekvenci jako proud induktoru výrobkem.

Tím se vyvolá tepelný efekt, který způsobí zahřátí produktu. Tepelný výkon P uvolněný ve vyhřívané části se bude rovnat:

kde K je koeficient závislý na konfiguraci produktu a velikosti mezery vytvořené mezi povrchy produktu a induktorem; Iin - síla proudu; f je aktuální frekvence (Hz); r - měrný elektrický odpor (Ohm cm); m je magnetická permeabilita (G/E) oceli.

Proces indukčního ohřevu je výrazně ovlivněn fyzikálním jevem zvaným povrchový (skin) efekt: proud se indukuje převážně v povrchových vrstvách a při vysokých frekvencích je hustota proudu v jádru součásti nízká. Hloubka vyhřívané vrstvy se odhaduje podle vzorce:

Zvýšení frekvence proudu umožňuje soustředit značné množství výkonu do malého objemu ohřívané části. Díky tomu je realizován vysokorychlostní (až 500 C/sec) ohřev.

Parametry indukčního ohřevu

Indukční ohřev je charakterizován třemi parametry: hustotou výkonu, dobou ohřevu a proudovou frekvencí. Měrný výkon je výkon přeměněný na teplo na 1 cm2 povrchu ohřívaného kovu (kW / cm2). Rychlost ohřevu produktu závisí na hodnotě měrného výkonu: čím větší je, tím rychleji se ohřev provádí.

Doba ohřevu určuje celkové množství přenesené tepelné energie a podle toho i dosaženou teplotu. Je také důležité vzít v úvahu frekvenci proudu, protože na tom závisí hloubka vytvrzené vrstvy. Frekvence proudu a hloubka vyhřívané vrstvy jsou v opačné závislosti (druhý vzorec). Čím vyšší frekvence, tím menší je zahřátý objem kovu. Volbou hodnoty měrného výkonu, délky ohřevu a aktuální frekvence je možné měnit konečné parametry indukčního ohřevu v širokém rozsahu - tvrdost a hloubku kalené vrstvy při kalení nebo ohřátý objem při ohřevu. pro ražení.

V praxi jsou řízenými parametry ohřevu elektrické parametry generátoru proudu (výkon, proud, napětí) a doba ohřevu. Pomocí pyrometrů lze zaznamenávat i teplotu ohřevu kovu. Častěji však není potřeba konstantní regulace teploty, protože je zvolen optimální režim ohřevu, který zajišťuje konstantní kvalitu kalení nebo ohřevu HDTV. Optimální režim kalení se volí změnou elektrických parametrů. Tímto způsobem je vytvrzeno několik dílů. Dále jsou díly podrobeny laboratorní analýze se stanovením tvrdosti, mikrostruktury, rozložení vytvrzené vrstvy do hloubky a roviny. Při podohřevu je ve struktuře podeutektoidních ocelí pozorován zbytkový ferit; přehřátím vzniká hrubý jehličkovitý martenzit. Známky sňatku při ohřevu HFC jsou stejné jako u klasických technologií tepelného zpracování.

Při povrchovém kalení vysokofrekvenčním proudem se provádí ohřev na vyšší teplotu než při klasickém hromadném kalení. To je způsobeno dvěma důvody. Za prvé, při velmi vysoké rychlosti ohřevu se zvyšují teploty kritických bodů, při kterých se perlit přeměňuje na austenit, a za druhé musí být tato přeměna dokončena ve velmi krátké době ohřevu a výdrže.

I přesto, že ohřev při vysokofrekvenčním kalení probíhá na vyšší teplotu než při běžném kalení, nedochází k přehřívání kovu. Je to dáno tím, že zrno v oceli prostě nestihne vyrůst ve velmi krátkém časovém úseku. Zároveň je třeba také poznamenat, že ve srovnání s objemovým kalením je tvrdost po vysokofrekvenčním kalení vyšší o cca 2-3 jednotky HRC. To zajišťuje vyšší odolnost proti opotřebení a tvrdost povrchu součásti.

Výhody kalení vysokofrekvenčními proudy

  • vysoký procesní výkon
  • snadné nastavení tloušťky vytvrzené vrstvy
  • minimální deformace
  • téměř úplná absence vodního kamene
  • plnou automatizaci celého procesu
  • možnost umístění kalírny do proudu obrábění.

Nejčastěji se vysokofrekvenční povrchové kalení aplikuje na díly z uhlíkové oceli s obsahem 0,4-0,5% C. Tyto oceli po kalení mají povrchovou tvrdost HRC 55-60. Při vyšším obsahu uhlíku hrozí prasknutí vlivem náhlého ochlazení. Spolu s uhlíkem se používají také nízkolegované chromové, chromniklové, chromkřemíkové a další oceli.

Zařízení pro provádění indukčního kalení (HDTV)

Indukční kalení vyžaduje speciální technologické vybavení, které zahrnuje tři hlavní součásti: zdroj energie - generátor vysokofrekvenčního proudu, induktor a zařízení pro pohyblivé části stroje.

Generátor vysokofrekvenčního proudu je elektrický stroj, který se liší fyzikálními principy generování elektrického proudu v nich.

  1. Elektronická zařízení pracující na principu elektronek přeměňujících stejnosměrný proud na střídavý proud zvýšené frekvence - elektronkové generátory.
  2. Elektrická zařízení pracující na principu indukce elektrického proudu ve vodiči, pohybující se v magnetickém poli, přeměňující třífázový proud průmyslové frekvence na střídavý proud zvýšené frekvence - strojní generátory.
  3. Polovodičová zařízení pracující na principu tyristorových zařízení přeměňujících stejnosměrný proud na střídavý proud zvýšené frekvence - tyristorové měniče (statické generátory).

Generátory všech typů se liší frekvencí a výkonem generovaného proudu

Typy generátorů Výkon, kW Frekvence, kHz Účinnost

Lampa 10 - 160 70 - 400 0,5 - 0,7

Stroj 50 - 2500 2,5 - 10 0,7 - 0,8

Tyristor 160 - 800 1 - 4 0,90 - 0,95

Povrchové kalení malých dílů (jehly, kontakty, hroty pružin) se provádí pomocí mikroindukčních generátorů. Jimi generovaná frekvence dosahuje 50 MHz, doba ohřevu pro kalení je 0,01-0,001 s.

HDTV metody kalení

Podle výkonu ohřevu se rozlišuje indukční kontinuálně-sekvenční kalení a simultánní kalení.

Kontinuální sekvenční kalení používá se pro dlouhé díly konstantního průřezu (hřídele, nápravy, rovné plochy dlouhých výrobků). Ohřívaná část se pohybuje v induktoru. Úsek součásti, který se nachází v určitém okamžiku v zóně vlivu induktoru, se zahřeje na kalicí teplotu. Na výstupu z induktoru sekce vstupuje do chladicí zóny postřikovače. Nevýhodou tohoto způsobu ohřevu je nízká produktivita procesu. Pro zvýšení tloušťky lepené vrstvy je nutné prodloužit dobu ohřevu snížením rychlosti pohybu dílu v induktoru. Současné vytvrzování zahrnuje současné zahřívání celého kaleného povrchu.

Samovolný účinek po vytvrzení

Po dokončení ohřevu se povrch ochladí sprchou nebo proudem vody přímo v induktoru nebo v samostatném chladicím zařízení. Takové chlazení umožňuje kalení libovolné konfigurace. Dávkováním chlazení a změnou doby jeho trvání je možné realizovat efekt samovolného temperování v oceli. Tento efekt spočívá v odvodu tepla nahromaděného při ohřevu v jádru dílu na povrch. Jinými slovy, když povrchová vrstva vychladne a projde martenzitickou transformací, podpovrchová vrstva si stále zachovává určité množství tepelná energie, jejíž teplota může dosáhnout teploty nízkého popouštění. Po zastavení chlazení se tato energie přenese na povrch vlivem rozdílu teplot. Není tedy potřeba dalších operací temperování oceli.

Návrh a výroba induktorů pro HDTV kalení

Induktor je vyroben z měděných trubek, kterými během procesu ohřevu prochází voda. Tím se zabrání přehřátí a vyhoření tlumivek během provozu. Vyrábějí se také induktory, které jsou kompatibilní s vytvrzovacím zařízením - rozprašovačem: na vnitřním povrchu takových induktorů jsou otvory, kterými chladicí kapalina vstupuje do vyhřívané části.

Pro rovnoměrný ohřev je nutné vyrobit induktor tak, aby vzdálenost od induktoru ke všem bodům na povrchu výrobku byla stejná. Obvykle je tato vzdálenost 1,5-3 mm. Při kalení výrobku jednoduchého tvaru je tato podmínka snadno splněna. Pro rovnoměrné vytvrzení se musí součást v induktoru pohybovat a (nebo) otáčet. Toho je dosaženo použitím speciálních zařízení - center nebo kalících stolů.

Vývoj konstrukce induktoru zahrnuje především definici jeho tvaru. Zároveň jsou odpuzovány od tvaru a rozměrů kaleného výrobku a způsobu kalení. Kromě toho se při výrobě induktorů bere v úvahu charakter pohybu součásti vzhledem k induktoru. Zohledněna je také hospodárnost a topný výkon.

Chlazení dílů lze použít ve třech verzích: vodní stříkání, proudění vody, ponoření dílu do zhášecího média. Sprchové chlazení lze provádět jak v rozprašovacích induktorech, tak ve speciálních kalicích komorách. Průtokové chlazení umožňuje vytvořit přetlak v řádu 1 atm, což přispívá k rovnoměrnějšímu chlazení součásti. Pro zajištění intenzivního a rovnoměrného chlazení je nutné, aby se voda po chlazeném povrchu pohybovala rychlostí 5-30 m/s.