Kagamitan para sa pagpapatigas ng HFC. Paano mag-ipon ng isang induction furnace para sa pagtunaw ng metal sa bahay gamit ang iyong sariling mga kamay

Ang pagsusubo ng mga bakal na may high-frequency currents (HFC) ay isa sa mga malawakang pamamaraan ng paggamot sa init sa ibabaw, na ginagawang posible upang madagdagan ang katigasan ng ibabaw ng mga workpiece. Angkop para sa mga bahaging gawa sa carbon steel, structural steel o cast iron. Ang HFC induction hardening ay isa sa pinaka-ekonomiko at teknolohikal na advanced na mga pamamaraan ng hardening. Ginagawa nitong posible na patigasin ang buong ibabaw ng bahagi o ang mga indibidwal na elemento o zone nito na nakakaranas ng pangunahing pagkarga.

Sa kasong ito, ang hindi matigas na malapot na mga layer ng metal ay nananatili sa ilalim ng matigas na matigas na panlabas na ibabaw ng workpiece. Ang ganitong istraktura ay binabawasan ang hina, pinatataas ang tibay at pagiging maaasahan ng buong produkto, at binabawasan din ang pagkonsumo ng enerhiya para sa pagpainit ng buong bahagi.

High frequency quenching technology

Ang HFC surface hardening ay isang proseso ng heat treatment upang mapabuti ang mga katangian ng lakas at tigas ng workpiece.

Ang mga pangunahing yugto ng pagpapatigas ng ibabaw ng HFC ay induction heating sa isang mataas na temperatura, humahawak dito, at pagkatapos ay mabilis na paglamig. Ang pag-init sa panahon ng pagsusubo ng HFC ay isinasagawa gamit ang isang espesyal na yunit ng induction. Ang pagpapalamig ay isinasagawa sa isang paliguan na may isang cooling liquid (tubig, langis o emulsyon) o sa pamamagitan ng pag-spray nito sa isang bahagi mula sa mga espesyal na pag-install ng shower.

Pagpili ng temperatura

Para sa tamang pagpasa ng proseso ng hardening, napakahalaga na piliin ang tamang temperatura, na depende sa materyal na ginamit.

Sa pamamagitan ng nilalaman ng carbon, ang mga bakal ay nahahati sa hypoeutectoid - mas mababa sa 0.8% at hypereutectoid - higit sa 0.8%. Ang bakal na may carbon na mas mababa sa 0.4% ay hindi tumigas dahil sa mababang katigasan. Ang mga bakal na hypoeutectoid ay pinainit nang bahagya sa itaas ng temperatura ng pagbabago ng phase ng pearlite at ferrite sa austenite. Nangyayari ito sa saklaw na 800-850 ° C. Pagkatapos ang workpiece ay mabilis na pinalamig. Sa biglang paglamig, ang austenite ay nagiging martensite, na may mataas na tigas at lakas. Ang isang maikling oras ng paghawak ay ginagawang posible upang makakuha ng fine-grained austenite at fine-acicular martensite, ang mga butil ay walang oras upang lumaki at mananatiling maliit. Ang istraktura ng bakal na ito ay may mataas na tigas at, sa parehong oras, mababa ang brittleness.

Ang mga hypereutectoid na bakal ay pinainit nang bahagya kaysa sa mga hypoeutectoid, sa temperatura na 750-800 ° C, iyon ay, bahagyang tumigas ang mga ito. Ito ay dahil sa ang katunayan na kapag pinainit sa temperatura na ito, bilang karagdagan sa pagbuo ng austenite sa pagkatunaw ng metal, ang isang maliit na halaga ng cementite ay nananatiling hindi natutunaw, na may katigasan na mas mataas kaysa sa martensite. Pagkatapos ng matalim na paglamig, ang austenite ay nagiging martensite, habang ang cementite ay nananatili sa anyo ng maliliit na inklusyon. Gayundin sa zone na ito, ang carbon na walang oras upang ganap na matunaw ay bumubuo ng mga solid carbide.

Sa transition zone sa panahon ng HFC quenching, ang temperatura ay malapit sa transition temperature; austenite ay nabuo na may ferrite residues. Ngunit, dahil ang transition zone ay hindi lumalamig nang kasing bilis ng ibabaw, ngunit dahan-dahang lumalamig, tulad ng sa panahon ng normalisasyon. Kasabay nito, ang isang pagpapabuti sa istraktura ay nangyayari sa zone na ito, ito ay nagiging fine-grained at pare-pareho.

Ang overheating ng workpiece surface ay nagtataguyod ng paglaki ng austenite crystals, na may masamang epekto sa brittleness. Pinipigilan ng underheating ang ganap na ferrite-perritic na istraktura mula sa pagbabago sa austenite, at maaaring mabuo ang hindi matigas na mga spot.

Pagkatapos ng paglamig, ang mataas na compressive stresses ay nananatili sa ibabaw ng metal, na nagpapataas ng mga katangian ng pagpapatakbo ng bahagi. Ang mga panloob na stress sa pagitan ng ibabaw na layer at ang gitna ay dapat alisin. Ginagawa ito gamit ang mababang temperatura ng tempering - humahawak sa temperatura na humigit-kumulang 200 ° C sa isang oven. Upang maiwasan ang paglitaw ng mga microcracks sa ibabaw, kinakailangan upang mabawasan ang oras sa pagitan ng pagsusubo at pag-tempera.

Maaari mo ring isagawa ang tinatawag na self-tempering - ang bahagi ay hindi ganap na pinalamig, ngunit sa temperatura na 200 ° C, habang ang init ay mananatili sa core nito. Pagkatapos ay dapat lumamig nang dahan-dahan ang bahagi. Ito ay magpapapantay sa mga panloob na stress.

Pag-install ng induction

Ang isang induction device para sa heat treatment ng high frequency current ay isang high-frequency generator at isang inductor para sa hardening high frequency current. Ang piraso na patigasin ay maaaring matatagpuan sa o malapit sa inductor. Ang inductor ay ginawa sa anyo ng isang coil na may sugat na tanso na tubo dito. Maaari itong magkaroon ng anumang hugis depende sa hugis at sukat ng bahagi. Kapag ang isang alternating current ay dumadaan sa isang inductor, isang alternating electromagnetic field ang lilitaw dito, na dumadaan sa bahagi. Ang electromagnetic field na ito ay nag-uudyok ng mga eddy current sa workpiece, na kilala bilang Foucault currents. Ang gayong mga eddy na alon, na dumadaan sa mga layer ng metal, ay pinainit ito sa isang mataas na temperatura.

Ang isang natatanging tampok ng induction heating gamit ang HFC ay ang pagpasa ng eddy currents sa ibabaw ng pinainit na bahagi. Tanging ang panlabas na layer ng metal ay pinainit sa ganitong paraan, at mas mataas ang kasalukuyang dalas, mas mababa ang lalim ng pag-init, at, nang naaayon, ang HFC hardening depth. Ginagawa nitong posible na patigasin lamang ang ibabaw ng workpiece, na iniiwan ang panloob na layer na malambot at matigas upang maiwasan ang labis na brittleness. Bukod dito, ang lalim ng hardened layer ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang mga parameter.

Ang tumaas na dalas ng kasalukuyang ay nagbibigay-daan sa isang malaking halaga ng init na puro sa isang maliit na lugar, na nagpapataas ng rate ng pag-init hanggang sa ilang daang degrees bawat segundo. Ang mataas na rate ng pag-init na ito ay naglilipat ng phase transition sa isang mas mataas na temperatura zone. Sa kasong ito, ang katigasan ay tumataas ng 2-4 na mga yunit, hanggang sa 58-62 HRC, na hindi maaaring makamit sa pagsusubo ng dami.

Para sa tamang daloy ng proseso ng hardening ng HFC, kinakailangan upang matiyak na ang parehong agwat sa pagitan ng inductor at workpiece ay pinananatili sa buong hardening surface, kinakailangan na ibukod ang magkaparehong pagpindot. Ito ay tinitiyak, kung maaari, sa pamamagitan ng pag-ikot ng workpiece sa mga sentro, na nagbibigay-daan para sa pare-parehong pag-init, at, bilang isang resulta, ang parehong istraktura at katigasan ng ibabaw ng hardened workpiece.

Ang inductor para sa HFC hardening ay may ilang mga pagpipilian:

• single o multi-turn annular - para sa pagpainit ng panlabas o panloob na ibabaw ng mga bahagi sa anyo ng mga katawan ng rebolusyon - mga shaft, gulong o butas sa kanila;
• loop - para sa pagpainit ng gumaganang eroplano ng produkto, halimbawa, ang ibabaw ng kama o ang gumaganang gilid ng tool;
• hugis - para sa pagpainit ng mga bahagi ng kumplikado o hindi regular na mga hugis, halimbawa, mga ngipin ng mga gulong ng gear.

Depende sa hugis, sukat at lalim ng hardening layer, ang mga sumusunod na mode ng HFC hardening ay ginagamit:

• sabay-sabay - ang buong ibabaw ng workpiece o isang tiyak na zone ay pinainit nang sabay-sabay, pagkatapos ay sabay din itong pinalamig;
• tuloy-tuloy na sunud-sunod - ang isang zone ng bahagi ay pinainit, pagkatapos ay kapag ang inductor o bahagi ay inilipat, ang isa pang zone ay pinainit, habang ang nauna ay pinalamig.

Ang sabay-sabay na pag-init ng HFC ng buong ibabaw ay nangangailangan ng maraming kapangyarihan, kaya mas kumikitang gamitin ito para sa pagpapatigas ng maliliit na bahagi - mga roll, bushings, pin, pati na rin ang mga elemento ng bahagi - mga butas, leeg, atbp. Pagkatapos ng pag-init, ang bahagi ay ganap na ibinaba sa isang tangke na may isang cooling liquid o ibinuhos ng isang stream ng tubig.

Ang tuluy-tuloy na sunud-sunod na pagpapatigas ng HFC ay nagbibigay-daan sa pagpapatigas ng mga malalaking bahagi, halimbawa, mga rim ng gear, dahil sa prosesong ito ang isang maliit na bahagi ng bahagi ay pinainit, na nangangailangan ng mas mababang kapangyarihan ng generator ng HFC.

Paglamig ng bahagi

Ang paglamig ay ang pangalawang mahalagang yugto ng proseso ng hardening, ang kalidad at katigasan ng buong ibabaw ay nakasalalay sa bilis at pagkakapareho nito. Nagaganap ang paglamig sa mga coolant o spray tank. Para sa mataas na kalidad na hardening, kinakailangan upang mapanatili ang isang matatag na temperatura ng coolant, upang maiwasan ito mula sa overheating. Ang mga butas sa sprayer ay dapat na may parehong diameter at pantay na pagitan upang makamit ang parehong istraktura ng metal sa ibabaw.

Upang maiwasan ang sobrang pag-init ng inductor sa panahon ng operasyon, ang tubig ay patuloy na nagpapalipat-lipat sa pamamagitan ng tubo ng tanso. Ang ilang mga inductor ay ginawang pinagsama sa isang workpiece cooling system. Ang mga butas ay pinutol sa inductor tube kung saan ang malamig na tubig ay pumapasok sa mainit na bahagi at pinapalamig ito.

Mga kalamangan at kawalan

Ang pagpapatigas ng mga bahagi na may HDTV ay may parehong mga pakinabang at disadvantages. Kasama sa mga pakinabang ang mga sumusunod:

• Pagkatapos ng HFC hardening, ang bahagi ay nagpapanatili ng malambot na gitna nito, na makabuluhang pinatataas ang paglaban nito sa plastic deformation.
• Ang kahusayan ng proseso ng pagpapatigas ng mga bahagi ng HFC ay dahil sa ang katunayan na ang ibabaw lamang o ang lugar na kailangang patigasin ang pinainit, at hindi ang buong bahagi.
• Sa serial production ng mga bahagi, kinakailangan upang ayusin ang proseso at pagkatapos ay awtomatiko itong mauulit, na tinitiyak ang kinakailangang kalidad ng hardening.
• Ang kakayahang tumpak na kalkulahin at ayusin ang lalim ng pinatigas na layer.
• Ang tuloy-tuloy na sequential hardening method ay nagbibigay-daan sa paggamit ng mababang power equipment.
• Ang isang maikling oras ng pag-init at paghawak sa mataas na temperatura ay nag-aambag sa kawalan ng oksihenasyon, decarburization ng itaas na layer at ang pagbuo ng sukat sa ibabaw ng bahagi.
• Ang mabilis na pag-init at paglamig ay nagreresulta sa mas kaunting warpage at lead, na nakakabawas sa finishing allowance.

Ngunit ang mga induction installation ay matipid na magagawa upang magamit lamang sa mass production, at para sa isang solong produksyon, ang pagbili o paggawa ng isang inductor ay hindi kumikita. Para sa ilang bahagi ng kumplikadong hugis, ang paggawa ng isang induction device ay napakahirap o imposibleng makakuha ng pagkakapareho ng hardened layer. Sa ganitong mga kaso, ginagamit ang iba pang mga uri ng pagpapatigas sa ibabaw, halimbawa, pagpapatigas ng apoy o bultuhang pagpapatigas.

Sa pamamagitan ng kasunduan, ang paggamot sa init at pagpapatigas ng mga bahagi ng metal at bakal na may mga sukat na mas malaki kaysa sa talahanayang ito ay posible.

Ang heat treatment (heat treatment of steel) ng mga metal at alloy sa Moscow ay isang serbisyong ibinibigay ng aming planta sa mga customer nito. Mayroon kaming lahat ng kinakailangang kagamitan kung saan nagtatrabaho ang mga kwalipikadong espesyalista. Isinasagawa namin ang lahat ng mga order na may mataas na kalidad at nasa oras. Tumatanggap din kami at nagsasagawa ng mga order para sa heat treatment ng mga bakal at high-frequency current na dumarating sa amin at mula sa ibang mga rehiyon ng Russia.

Ang mga pangunahing uri ng paggamot sa init ng bakal

Pagsusupil ng unang uri:

Diffusion annealing ng unang uri (homogenization) - Mabilis na pag-init hanggang t 1423 K, matagal na paghawak at kasunod na mabagal na paglamig. Pag-align ng chemical inhomogeneity ng materyal sa malalaking hugis na haluang metal na bakal na castings

Recrystallization annealing ng unang uri - Pag-init sa temperatura na 873-973 K, matagal na paghawak at kasunod na mabagal na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan at pagtaas ng plasticity pagkatapos ng malamig na pagpapapangit (ang pagproseso ay interoperative)

Ang unang uri ng pagsusubo, binabawasan ang stress - Pag-init sa temperatura na 473-673 K at kasunod na mabagal na paglamig. Tinatanggal nito ang mga natitirang stress pagkatapos ng paghahagis, pagwelding, plastic deformation o machining.

Uri II pagsusubo:

Kumpletuhin ang uri II pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, hawak at kasunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, pagpapabuti ng machinability, pag-alis ng mga panloob na stress sa hypoeutectoid at eutectoid steels bago tumigas (tingnan ang tala sa talahanayan)

Ang pagsusubo ng II uri ay hindi kumpleto - Pag-init sa isang temperatura sa pagitan ng mga puntong Ac1 at Ac3, hawak at kasunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, pagpapabuti ng machinability, pag-alis ng mga panloob na stress sa hypereutectoid steel bago tumigas

Type II isothermal annealing - Pag-init hanggang sa temperatura na 30-50 K sa itaas ng Ac3 point (para sa hypereutectoid steel) o sa itaas ng Ac1 point (para sa hypereutectoid steel), paghawak at kasunod na sunud-sunod na paglamig. Pinabilis na machining ng mga maliliit na rolled na produkto o forging na gawa sa haluang metal at mataas na carbon steel upang mabawasan ang tigas, mapabuti ang machinability, mapawi ang mga panloob na stress

Pagsusupil ng pangalawang uri, spheroidizing - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac1 point sa pamamagitan ng 10-25 K, hawak at kasunod na sunud-sunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, isang pagpapabuti sa machinability, isang pag-aalis ng mga panloob na stress sa tool steel bago tumigas, isang pagtaas sa ductility ng low-alloy at medium-carbon steels bago ang malamig na deformation

Light type II annealing - Pag-init sa isang kinokontrol na kapaligiran sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, humahawak at kasunod na paglamig sa isang kinokontrol na kapaligiran. Nangyayari Proteksyon ng ibabaw ng bakal mula sa oksihenasyon at decarburization

Pagsusune ng pangalawang uri Normalization (normalizing annealing) - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, hawak at kasunod na paglamig sa mahinahong hangin. Mayroong pagwawasto ng istraktura ng pinainit na bakal, pag-alis ng mga panloob na stress sa mga bahagi ng istruktura na bakal at pagpapabuti ng kanilang kakayahang machinability, isang pagtaas sa lalim ng hardenability ng mga tool. bakal bago tumigas

Pagpapatigas:

Patuloy na ganap na pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, humahawak at kasunod na matalim na paglamig. Pagkuha (kasama ang tempering) ng mataas na tigas at wear resistance ng mga bahaging gawa sa hypoeutectoid at eutectoid steels

Hindi kumpleto ang pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa pagitan ng mga puntong Ac1 at Ac3, paghawak at kasunod na matalim na paglamig. Pagkuha (kasama ang tempering) ng mataas na tigas at wear resistance ng mga bahaging gawa sa hypereutectoid steel

Pasulput-sulpot na hardening - Pag-init hanggang t sa itaas ng Ac3 point ng 30-50 K (para sa hypoeutectoid at eutectoid steels) o sa pagitan ng Ac1 at Ac3 point (para sa hypereutectoid steel), paghawak at kasunod na paglamig sa tubig, at pagkatapos ay sa langis. Binabawasan ang mga natitirang stress at strain sa high carbon tool steel parts

Isothermal quenching - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, hawak at kasunod na paglamig sa mga tinunaw na asing-gamot, at pagkatapos ay sa hangin. Nangyayari Pagkuha ng kaunting pagpapapangit (warpage), pagtaas ng ductility, limitasyon sa pagtitiis at paglaban sa baluktot ng mga bahaging gawa sa alloy tool steel

Step hardening - Ang parehong (naiiba sa isothermal hardening sa pamamagitan ng isang mas maikling oras ng paninirahan ng bahagi sa cooling medium). Binabawasan ang mga stress, pinipigilan at pinipigilan ang pag-crack sa maliliit na tool ng carbon tool na bakal pati na rin ang mas malaking alloy tool steel at HSS tool

Surface hardening - Pag-init sa pamamagitan ng electric current o gas flame ng surface layer ng produkto sa pagsusubo t, na sinusundan ng mabilis na paglamig ng heated layer. Mayroong pagtaas sa katigasan ng ibabaw sa isang tiyak na lalim, pagsusuot ng resistensya at pagtaas ng tibay ng mga bahagi at tool ng makina

Self-tempering quenching - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, humahawak at kasunod na hindi kumpletong paglamig. Ang init na nananatili sa loob ng bahagi ay nagbibigay ng tempering ng tumigas na panlabas na layer

Pagsusubo na may malamig na paggamot - Malalim na paglamig pagkatapos ng pagsusubo sa temperatura na 253-193 K. Mayroong pagtaas sa katigasan at pagkuha ng matatag na sukat ng mga bahagi mula sa high-alloy steel

Pagpapalamig sa pamamagitan ng paglamig - Bago isawsaw sa isang cooling medium, ang mga pinainit na bahagi ay pinapalamig sa hangin sa loob ng ilang oras o pinananatili sa isang thermostat na may pinababang t. Mayroong pagbawas sa cycle ng heat treatment ng bakal (karaniwang ginagamit pagkatapos ng carburizing).

Light hardening - Pag-init sa isang kinokontrol na kapaligiran sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, humahawak at kasunod na paglamig sa isang kinokontrol na kapaligiran. Nangyayari Proteksyon laban sa oksihenasyon at decarburization ng mga kumplikadong bahagi ng molds, dies at fixtures na hindi napapailalim sa paggiling

Mababa ang bakasyon - Pag-init sa hanay ng temperatura na 423-523 K at kasunod na pinabilis na paglamig. Mayroong paglabas ng mga panloob na stress at pagbaba sa brittleness ng mga tool sa paggupit at pagsukat pagkatapos ng pagpapatigas sa ibabaw; para sa mga case-hardened na bahagi pagkatapos ng hardening

Average na bakasyon - Pag-init sa pagitan t = 623-773 K at kasunod na mabagal o pinabilis na paglamig. Mayroong pagtaas sa nababanat na limitasyon ng mga bukal, bukal at iba pang nababanat na elemento

Mataas ang bakasyon - Pag-init sa hanay ng temperatura na 773-953 K at kasunod na mabagal o mabilis na paglamig. Nangyayari Pagbibigay ng mataas na ductility ng mga bahagi ng structural steel, bilang panuntunan, sa panahon ng thermal improvement

Thermal improvement - Pagsusubo at kasunod na high tempering. Ang kumpletong pag-alis ng mga natitirang stress ay nangyayari. Nagbibigay ng kumbinasyon ng mataas na lakas at ductility sa panahon ng huling heat treatment ng mga structural steel parts na gumagana sa ilalim ng shock at vibration load

Thermomechanical treatment - Pag-init, mabilis na paglamig sa 673-773 K, maramihang plastic deformation, pagsusubo at tempering. Probisyon para sa mga pinagsama-samang produkto at mga bahagi ng isang simpleng hugis na hindi hinangin, nadagdagan ang lakas kumpara sa lakas na nakuha sa pamamagitan ng tradisyonal na paggamot sa init

Pagtanda - Pag-init at mahabang pagkakalantad sa mataas na temperatura. Mayroong pagpapapanatag ng mga sukat ng mga bahagi at tool

Carburizing - Saturation ng ibabaw na layer ng mild steel na may carbon (carburization). Ito ay sinusundan ng isang kasunod na hardening na may mababang tempering. Ang lalim ng sementadong layer ay 0.5-2 mm. Nagbibigay ito ng mataas na tigas sa ibabaw sa produkto habang pinapanatili ang malapot na core. Ang mga carbon o haluang metal na bakal na may nilalaman ng carbon ay sumasailalim sa sementasyon: para sa maliliit at katamtamang laki ng mga produkto 0.08-0.15%, para sa mas malaki 0.15-0.5%. Ang mga gulong ng gear, piston pin, atbp. ay sumasailalim sa sementasyon.

Cyanidation - Thermochemical treatment ng mga produktong bakal sa isang solusyon ng cyanide salts sa temperatura na 820. Ang ibabaw na layer ng bakal ay puspos ng carbon at nitrogen (layer 0.15-0.3 mm.) Ang mga low-carbon steels ay sumasailalim sa cyanidation, bilang isang resulta kung saan , kasama ang isang solid na ibabaw, ang produkto ay may malapot na core. Ang mga produktong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na wear resistance at shock resistance.

Nitriding (nitriding) - Nitrogen saturation ng ibabaw na layer ng mga produktong bakal sa lalim na 0.2-0.3 mm. Nagbibigay ng mataas na katigasan sa ibabaw, nadagdagan ang paglaban sa abrasion at kaagnasan. Ang mga gauge, gears, shaft journal, atbp. ay napapailalim sa nitriding.

Cold Treatment - Pinalamig pagkatapos ng pagsusubo sa sub-zero na temperatura. Mayroong pagbabago sa panloob na istraktura ng mga tumigas na bakal. Ito ay ginagamit para sa tool steels, case-hardened produkto, ilang high-alloy steels.

METALS HEAT TREATMENT (HEAT TREATMENT), isang tiyak na siklo ng oras ng pag-init at paglamig, kung saan ang mga metal ay napapailalim sa pagbabago ng kanilang mga pisikal na katangian. Ang heat treatment sa karaniwang kahulugan ng termino ay isinasagawa sa mga temperaturang mas mababa sa melting point. Ang mga proseso ng pagtunaw at paghahagis na may malaking epekto sa mga katangian ng metal ay hindi kasama sa konseptong ito. Ang mga pagbabago sa mga pisikal na katangian na dulot ng paggamot sa init ay dahil sa mga pagbabago sa panloob na istraktura at mga ugnayang kemikal na nangyayari sa solidong materyal. Ang mga cycle ng heat treatment ay iba't ibang kumbinasyon ng pag-init, na humahawak sa isang tiyak na temperatura at mabilis o mabagal na paglamig, na naaayon sa mga pagbabago sa istruktura at kemikal na kailangang idulot.

Granular na istraktura ng mga metal. Anumang metal ay karaniwang binubuo ng maraming kristal na nakikipag-ugnayan sa isa't isa (tinatawag na butil), kadalasang mikroskopiko ang laki, ngunit minsan ay nakikita ng mata. Ang mga atomo sa loob ng bawat butil ay nakaayos sa paraang bumubuo sila ng regular na three-dimensional na geometric na sala-sala. Ang uri ng sala-sala, na tinatawag na kristal na istraktura, ay isang katangian ng materyal at maaaring matukoy ng mga pamamaraan ng pagsusuri ng X-ray diffraction. Ang tamang pag-aayos ng mga atom ay pinapanatili sa buong butil, maliban sa mga maliliit na paglabag, tulad ng mga indibidwal na lattice site na hindi sinasadyang lumabas na bakante. Ang lahat ng mga butil ay may parehong kristal na istraktura, ngunit, bilang isang panuntunan, ay nakatuon sa ibang paraan sa espasyo. Samakatuwid, sa hangganan ng dalawang butil, ang mga atomo ay palaging hindi gaanong nakaayos kaysa sa loob nito. Ipinapaliwanag nito, sa partikular, na ang mga hangganan ng butil ay mas madaling nakaukit ng mga kemikal na reagents. Ang isang pinakintab na patag na ibabaw ng metal na ginagamot ng angkop na etchant ay karaniwang nagpapakita ng malinaw na pattern ng hangganan ng butil. Ang mga pisikal na katangian ng isang materyal ay tinutukoy ng mga katangian ng mga indibidwal na butil, ang epekto nito sa isa't isa, at ang mga katangian ng mga hangganan ng butil. Ang mga katangian ng isang metal na materyal ay lubos na nakadepende sa laki, hugis at oryentasyon ng mga butil, at ang layunin ng heat treatment ay kontrolin ang mga salik na ito.

Mga proseso ng atom sa panahon ng paggamot sa init. Habang tumataas ang temperatura ng isang solidong mala-kristal na materyal, nagiging mas madali para sa mga atom nito na lumipat mula sa isang lugar ng kristal na sala-sala patungo sa isa pa. Sa pagsasabog na ito ng mga atomo na nakabatay ang paggamot sa init. Ang pinaka-epektibong mekanismo para sa paggalaw ng mga atomo sa isang kristal na sala-sala ay maaaring isipin bilang ang paggalaw ng mga bakanteng lattice site, na palaging naroroon sa anumang kristal. Sa mataas na temperatura, dahil sa pagtaas ng diffusion rate, ang proseso ng paglipat ng nonequilibrium na istraktura ng isang substance sa isang equilibrium ay pinabilis. Ang temperatura kung saan kapansin-pansing tumataas ang diffusion rate ay hindi pareho para sa iba't ibang metal. Ito ay karaniwang mas mataas para sa mga metal na may mataas na punto ng pagkatunaw. Sa tungsten, na may punto ng pagkatunaw nito na katumbas ng 3387 C, ang recrystallization ay hindi nangyayari kahit na may pulang init, habang ang paggamot ng init ng mga aluminyo na haluang metal ay natutunaw sa mababang temperatura, sa ilang mga kaso, posible na isagawa sa temperatura ng silid.

Sa maraming mga kaso, ang paggamot sa init ay nagsasangkot ng napakabilis na paglamig, na tinatawag na pagsusubo, upang mapanatili ang istraktura na nabuo sa mataas na temperatura. Bagaman, sa mahigpit na pagsasalita, ang gayong istraktura ay hindi maaaring ituring na thermodynamically stable sa temperatura ng silid, sa pagsasagawa ito ay medyo matatag dahil sa mababang rate ng pagsasabog. Maraming mga kapaki-pakinabang na haluang metal ang may ganitong "metastable" na istraktura.

Ang mga pagbabagong dulot ng heat treatment ay maaaring may dalawang pangunahing uri. Una, kapwa sa mga purong metal at sa mga haluang metal, ang mga pagbabagong nakakaapekto lamang sa pisikal na istraktura ay posible. Ang mga ito ay maaaring mga pagbabago sa estado ng stress ng materyal, mga pagbabago sa laki, hugis, istraktura ng kristal at oryentasyon ng mga butil ng kristal nito. Pangalawa, ang kemikal na istraktura ng metal ay maaari ring magbago. Ito ay maaaring ipahayag sa pagpapakinis ng mga inhomogeneities sa komposisyon at ang pagbuo ng mga precipitates ng isa pang yugto, sa pakikipag-ugnayan sa nakapaligid na kapaligiran, na nilikha upang linisin ang metal o magbigay ng tinukoy na mga katangian ng ibabaw dito. Ang mga pagbabago ng parehong uri ay maaaring mangyari nang sabay-sabay.

Pampawala ng stress. Ang malamig na pagpapapangit ay nagpapataas ng tigas at brittleness ng karamihan sa mga metal. Minsan ang "paghirap sa trabaho" na ito ay kanais-nais. Ang mga non-ferrous na metal at ang kanilang mga haluang metal ay karaniwang binibigyan ng ilang antas ng katigasan sa pamamagitan ng malamig na pag-roll. Ang mga banayad na bakal ay madalas ding pinatigas ng malamig. Ang mga high carbon steel na malamig na pinagsama o malamig na nakuha sa mas mataas na lakas na kinakailangan, halimbawa, para sa paggawa ng mga bukal, ay karaniwang napapailalim sa stress relief annealing at pinainit sa medyo mababang temperatura, kung saan ang materyal ay nananatiling halos kasingtigas ng bago, ngunit nawawala sa loob nito.inhomogeneity ng pamamahagi ng mga panloob na stress. Binabawasan nito ang posibilidad ng pag-crack, lalo na sa mga kinakaing unti-unti na kapaligiran. Ang ganitong kaluwagan ng stress ay nangyayari, bilang panuntunan, dahil sa lokal na daloy ng plastik sa materyal, na hindi humahantong sa mga pagbabago sa pangkalahatang istraktura.

Recrystallization. Sa iba't ibang paraan ng pagbubuo ng metal sa pamamagitan ng presyon, kadalasang kinakailangan upang lubos na baguhin ang hugis ng workpiece. Kung ang paghubog ay isasagawa sa isang malamig na estado (na kadalasang idinidikta ng mga praktikal na pagsasaalang-alang), kung gayon ang proseso ay kailangang hatiin sa ilang mga hakbang, na may recrystallization sa pagitan. Pagkatapos ng unang yugto ng pagpapapangit, kapag ang materyal ay tumigas sa isang lawak na ang karagdagang pagpapapangit ay maaaring humantong sa bali, ang workpiece ay pinainit sa isang temperatura na lumampas sa stress relief na temperatura ng pagsusubo at gaganapin para sa recrystallization. Dahil sa mabilis na pagsasabog sa temperatura na ito, isang ganap na bagong istraktura ang lumitaw dahil sa atomic rearrangement. Ang mga bagong butil ay nagsisimulang tumubo sa loob ng istraktura ng butil ng deformed na materyal, na, sa paglipas ng panahon, ganap na pinapalitan ito. Una, ang mga maliliit na bagong butil ay nabuo sa mga lugar kung saan ang lumang istraktura ay pinaka-naaabala, lalo na sa lumang mga hangganan ng butil. Sa karagdagang pagsusubo, ang mga atomo ng deformed na istraktura ay muling inayos upang maging bahagi din sila ng mga bagong butil, na lumalaki at kalaunan ay sumisipsip sa buong lumang istraktura. Ang workpiece ay nagpapanatili ng dati nitong hugis, ngunit ito ay gawa na ngayon sa isang malambot, walang stress na materyal na maaaring sumailalim sa isang bagong ikot ng pagpapapangit. Ang prosesong ito ay maaaring ulitin nang maraming beses kung kinakailangan ng isang naibigay na antas ng pagpapapangit.

Ang malamig na pagtatrabaho ay pagpapapangit sa isang temperatura na masyadong mababa para sa recrystallization. Para sa karamihan ng mga metal, ang temperatura ng silid ay nakakatugon sa kahulugang ito. Kung ang pagpapapangit ay isinasagawa sa isang sapat na mataas na temperatura upang ang recrystallization ay may oras upang sundin ang pagpapapangit ng materyal, kung gayon ang paggamot na ito ay tinatawag na mainit. Hangga't ang temperatura ay nananatiling sapat na mataas, maaari itong ma-deform hangga't gusto mo. Ang mainit na estado ng isang metal ay pangunahing tinutukoy ng kung gaano kalapit ang temperatura nito sa punto ng pagkatunaw nito. Ang mataas na pagiging malambot ng tingga ay nangangahulugan na ito ay madaling mag-recrystallize, iyon ay, ang "mainit" na pagproseso nito ay maaaring isagawa sa temperatura ng silid.

Kontrol ng texture. Sa pangkalahatan, ang mga pisikal na katangian ng isang butil ay hindi pareho sa iba't ibang direksyon, dahil ang bawat butil ay isang solong kristal na may sariling kristal na istraktura. Ang mga katangian ng isang sample ng metal ay naa-average sa lahat ng mga butil. Sa kaso ng random na oryentasyon ng butil, ang pangkalahatang pisikal na katangian ay pareho sa lahat ng direksyon. Kung ang ilang mga kristal na eroplano o atomic na hilera ng karamihan sa mga butil ay magkatulad, kung gayon ang mga katangian ng sample ay nagiging "anisotropic", ibig sabihin, depende sa direksyon. Sa kasong ito, ang tasa, na nakuha sa pamamagitan ng malalim na pagpilit mula sa isang pabilog na plato, ay magkakaroon ng "mga dila" o "mga scallop" sa itaas na gilid, dahil sa ang katunayan na sa ilang mga direksyon ang materyal ay mas madaling mag-deform kaysa sa iba. Sa mekanikal na paghubog, ang anisotropy ng mga pisikal na katangian ay karaniwang hindi kanais-nais. Ngunit sa mga sheet ng magnetic na materyales para sa mga transformer at iba pang mga aparato, ito ay lubhang kanais-nais na ang direksyon ng madaling magnetization, na sa mga solong kristal ay tinutukoy ng kristal na istraktura, sa lahat ng mga butil ay tumutugma sa ibinigay na direksyon ng magnetic flux. Kaya, ang "ginustong oryentasyon" (texture) ay maaaring maging kanais-nais o hindi kanais-nais depende sa layunin ng materyal. Sa pangkalahatan, habang nagre-recrystallize ang isang materyal, nagbabago ang ginustong oryentasyon nito. Ang likas na katangian ng oryentasyong ito ay nakasalalay sa komposisyon at kadalisayan ng materyal, sa uri at antas ng malamig na pagpapapangit, pati na rin sa tagal at temperatura ng pagsusubo.

Kontrol ng laki ng butil. Ang mga pisikal na katangian ng isang sample ng metal ay higit na tinutukoy ng average na laki ng butil. Ang isang fine-grained na istraktura ay halos palaging tumutugma sa pinakamahusay na mga mekanikal na katangian. Ang pagbabawas ng laki ng butil ay kadalasang isa sa mga layunin ng paggamot sa init (pati na rin ang pagtunaw at paghahagis). Habang tumataas ang temperatura, bumibilis ang pagsasabog, at samakatuwid ay tumataas ang average na laki ng butil. Ang mga hangganan ng butil ay nagbabago upang ang mas malalaking butil ay lumago sa kapinsalaan ng mas maliliit, na kalaunan ay nawawala. Samakatuwid, ang panghuling mainit na proseso ng pagtatrabaho ay karaniwang isinasagawa sa pinakamababang posibleng temperatura upang ang mga sukat ng butil ay pinananatiling pinakamababa. Ang mababang temperatura ng mainit na pagtatrabaho ay madalas na sadyang ibinibigay, pangunahin upang mabawasan ang laki ng butil, bagaman ang parehong resulta ay maaaring makamit sa pamamagitan ng malamig na pagtatrabaho na sinusundan ng recrystallization.

homogenization. Ang mga prosesong nabanggit sa itaas ay nagaganap sa mga purong metal at sa mga haluang metal. Ngunit mayroong isang bilang ng iba pang mga proseso na posible lamang sa mga metal na materyales na naglalaman ng dalawa o higit pang mga bahagi. Kaya, halimbawa, sa paghahagis ng haluang metal, halos tiyak na magkakaroon ng mga inhomogeneities sa komposisyon ng kemikal, na tinutukoy ng hindi pantay na proseso ng solidification. Sa isang solidifying alloy, ang komposisyon ng solid phase na nabuo sa anumang naibigay na sandali ay hindi katulad ng sa liquid phase, na nasa equilibrium kasama nito. Dahil dito, ang komposisyon ng solid na lumilitaw sa paunang sandali ng solidification ay magiging iba kaysa sa pagtatapos ng solidification, at ito ay humahantong sa spatial heterogeneity ng komposisyon sa isang microscopic scale. Ang inhomogeneity na ito ay inalis sa pamamagitan ng simpleng pag-init, lalo na sa kumbinasyon ng mekanikal na pagpapapangit.

Paglilinis. Kahit na ang kadalisayan ng metal ay pangunahing tinutukoy ng mga kondisyon ng pagtunaw at paghahagis, ang paglilinis ng metal ay kadalasang nakakamit sa pamamagitan ng solid state heat treatment. Ang mga impurities na nakapaloob sa metal ay tumutugon sa ibabaw nito sa kapaligiran kung saan ito ay pinainit; kaya, ang isang kapaligiran ng hydrogen o iba pang ahente ng pagbabawas ay maaaring mag-convert ng isang malaking bahagi ng mga oxide sa purong metal. Ang lalim ng naturang paglilinis ay nakasalalay sa kakayahan ng mga impurities na kumalat mula sa dami hanggang sa ibabaw, at samakatuwid ay tinutukoy ng tagal at temperatura ng paggamot sa init.

Paghihiwalay ng mga pangalawang yugto. Isang mahalagang epekto ang pinagbabatayan ng karamihan sa mga mode ng heat treatment ng mga haluang metal. Ito ay konektado sa katotohanan na ang solubility sa solidong estado ng mga sangkap ng haluang metal ay nakasalalay sa temperatura. Hindi tulad ng purong metal, kung saan ang lahat ng mga atomo ay pareho, sa isang dalawang bahagi, halimbawa solid, ang solusyon ay may mga atomo ng dalawang magkakaibang uri, na random na ibinahagi sa mga site ng kristal na sala-sala. Kung dagdagan mo ang bilang ng mga atomo ng pangalawang uri, maaari mong maabot ang isang estado kung saan hindi nila basta-basta mapapalitan ang mga atomo ng unang uri. Kung ang halaga ng pangalawang bahagi ay lumampas sa limitasyon ng solubility na ito sa solid state, ang mga inklusyon ng pangalawang bahagi ay lilitaw sa equilibrium na istraktura ng haluang metal, na naiiba sa komposisyon at istraktura mula sa mga paunang butil at kadalasang nakakalat sa pagitan ng mga ito sa anyo ng indibidwal na mga particle. Ang ganitong mga particle ng pangalawang bahagi ay maaaring magkaroon ng malalim na epekto sa mga pisikal na katangian ng isang materyal, na nakasalalay sa kanilang laki, hugis at pamamahagi. Ang mga salik na ito ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng heat treatment (heat treatment).

Ang heat treatment ay ang proseso ng pagproseso ng mga produktong metal at haluang metal sa pamamagitan ng thermal action upang mabago ang kanilang istraktura at mga katangian sa isang tiyak na direksyon. Ang epektong ito ay maaari ding isama sa kemikal, deformation, magnetic, atbp.

Makasaysayang background ng paggamot sa init.
Ang tao ay gumagamit ng heat treatment ng mga metal mula pa noong sinaunang panahon. Kahit na sa panahon ng Eneolithic, gamit ang malamig na pag-forging ng katutubong ginto at tanso, ang primitive na tao ay nahaharap sa kababalaghan ng hardening ng trabaho, na nagpahirap sa paggawa ng mga produkto na may manipis na talim at matalim na mga tip, at upang maibalik ang plasticity, ang panday ay kailangang magpainit. malamig na huwad na tanso sa apuyan. Ang pinakaunang katibayan ng paggamit ng panlambot na pagsusubo ng tumigas na metal ay nagsimula noong katapusan ng ika-5 milenyo BC. NS. Ang nasabing pagsusubo ay, sa mga tuntunin ng oras ng paglitaw nito, ang unang operasyon ng paggamot sa init ng mga metal. Sa paggawa ng mga armas at kasangkapan mula sa bakal na nakuha gamit ang hilaw na proseso, pinainit ng panday ang blangko ng bakal para sa mainit na pagpanday sa isang charcoal forge. Kasabay nito, ang bakal ay na-carburized, iyon ay, naganap ang sementasyon, isa sa mga uri ng chemical-thermal treatment. Ang pagpapalamig ng isang huwad na produkto na gawa sa carburized iron sa tubig, natuklasan ng panday ang isang matalim na pagtaas sa katigasan nito at isang pagpapabuti sa iba pang mga katangian. Ang water quenching ng carburized iron ay ginamit mula noong katapusan ng ika-2 unang bahagi ng 1st millennium BC. NS. Ang Homer's Odyssey (ika-8-7 siglo BC) ay naglalaman ng mga sumusunod na linya: "Paano ang isang panday ay naglubog ng isang mainit-init na palakol o isang palakol sa malamig na tubig, at ang mga bakal ay sumirit na may lagaslas, na mas malakas kaysa sa bakal, na pinainit sa apoy at tubig. " Noong ika-5 siglo. BC NS. Pinatay ng mga Etruscan ang mga salamin na tanso na may mataas na lata sa tubig (malamang na mapabuti ang kinang sa panahon ng buli). Ang pagsemento ng bakal sa uling o organikong bagay, pagpapatigas at pag-temper ng bakal ay malawakang ginagamit noong Middle Ages sa paggawa ng mga kutsilyo, espada, file, at iba pang kasangkapan. Hindi alam ang kakanyahan ng mga panloob na pagbabagong-anyo sa metal, madalas na iniuugnay ng mga manggagawa sa medieval ang pagkuha ng mataas na mga katangian sa panahon ng paggamot sa init ng mga metal sa pagpapakita ng mga supernatural na puwersa. Hanggang sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Ang kaalaman ng tao tungkol sa paggamot sa init ng mga metal ay isang hanay ng mga recipe na binuo batay sa mga siglo ng karanasan. Ang mga pangangailangan para sa pagpapaunlad ng teknolohiya, at una sa lahat para sa pagpapaunlad ng produksyon ng bakal na kanyon, ay humantong sa pagbabago ng paggamot sa init ng mga metal mula sa sining tungo sa agham. Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, nang ang hukbo ay nagsusumikap na palitan ang tanso at cast-iron na mga kanyon ng mas makapangyarihang mga bakal, ang problema sa paggawa ng mga baril ng baril na may mataas at garantisadong lakas ay lubhang talamak. Sa kabila ng katotohanan na alam ng mga metallurgist ang mga recipe para sa pagtunaw at paghahagis ng bakal, ang mga baril ng baril ay madalas na sumabog nang walang maliwanag na dahilan. DKChernov sa Obukhov Steel Works sa St. Petersburg, na pinag-aralan ang nakaukit na manipis na mga seksyon na inihanda mula sa mga muzzle ng mga baril sa ilalim ng mikroskopyo, at ang pagmamasid sa istruktura ng mga bali sa rupture point sa ilalim ng magnifying glass, ay napagpasyahan na ang bakal ay mas malakas, mas pino nito. istraktura. Noong 1868 natuklasan ni Chernov ang mga panloob na pagbabago sa istruktura sa paglamig ng bakal na nangyayari sa ilang mga temperatura. na tinawag niyang kritikal na puntos na a at b. Kung ang bakal ay pinainit sa mga temperatura sa ibaba ng point a, hindi ito maaaring tumigas, at upang makakuha ng isang pinong butil na istraktura, ang bakal ay dapat na pinainit sa mga temperatura sa itaas ng punto b. Ang pagtuklas ni Chernov ng mga kritikal na punto ng mga pagbabago sa istruktura sa bakal ay naging posible upang siyentipikong piliin ang mode ng Heat Treatment upang makuha ang mga kinakailangang katangian ng mga produktong bakal.

Noong 1906, si A. Wilm (Germany), gamit ang duralumin na naimbento niya, ay natuklasan ang pagtanda pagkatapos ng hardening (tingnan ang Pagtanda ng mga metal) ang pinakamahalagang paraan ng pagpapatigas ng mga haluang metal sa iba't ibang base (aluminyo, tanso, nikel, bakal, atbp.). Noong 30s. ika-20 siglo Ang thermomechanical na paggamot ng pag-iipon ng mga haluang tanso ay lumitaw, at noong 50s thermomechanical na paggamot ng mga bakal, na naging posible upang makabuluhang taasan ang lakas ng mga produkto. Ang pinagsamang mga uri ng paggamot sa init ay kinabibilangan ng thermomagnetic na paggamot, na nagbibigay-daan, bilang resulta ng paglamig ng mga produkto sa isang magnetic field, upang mapabuti ang ilan sa kanilang mga magnetic na katangian.

Ang resulta ng maraming pag-aaral ng mga pagbabago sa istraktura at mga katangian ng mga metal at haluang metal sa ilalim ng thermal action ay isang maayos na teorya ng heat treatment ng mga metal.

Ang pag-uuri ng mga uri ng paggamot sa init ay batay sa kung anong uri ng mga pagbabago sa istruktura sa metal ang nangyayari kapag nalantad sa init. Ang heat treatment ng mga metal ay nahahati sa thermal treatment mismo, na binubuo lamang sa thermal effect sa metal, chemical-thermal, na pinagsasama ang thermal at chemical effect, at thermomechanical, na pinagsasama ang thermal effect at plastic deformation. Kasama sa aktwal na heat treatment ang mga sumusunod na uri: annealing ng 1st kind, annealing ng 2nd kind, quenching nang walang polymorphic transformation at may polymorphic transformation, aging at tempering.

Nitriding - saturation ng ibabaw ng mga bahagi ng metal na may nitrogen upang mapataas ang katigasan, paglaban sa pagsusuot, limitasyon sa pagkapagod at paglaban sa kaagnasan. Ang bakal, titanium, ilang mga haluang metal, kadalasang mga alloyed steel, lalo na ang chromium-aluminum, pati na rin ang bakal na naglalaman ng vanadium at molibdenum, ay napapailalim sa nitriding.
Ang steel nitriding ay nangyayari sa t 500 650 C sa ammonia. Sa itaas ng 400 C, ang dissociation ng ammonia ay nagsisimula ayon sa reaksyon na NH3 '3H + N. Ang nabuong atomic nitrogen ay nagkakalat sa metal, na bumubuo ng mga nitrogenous phase. Sa nitriding temperature sa ibaba 591 C, ang nitrided layer ay binubuo ng tatlong phase (Fig.): Μ Fe2N nitride, ³ Fe4N nitride, ± nitrogenous ferrite na naglalaman ng humigit-kumulang 0.01% nitrogen sa room temperature. at ang ³-phase, na, bilang isang resulta ng mabagal na paglamig, nabubulok sa 591 C sa isang eutectoid ± + ³ 1. Ang tigas ng nitrided layer ay tumataas sa HV = 1200 (naaayon sa 12 H / m2) at nananatili sa paulit-ulit na pag-init hanggang sa 500 600 C, na nagsisiguro ng mataas wear resistance ng mga bahagi sa mataas na temperatura. Nitrided steels ay makabuluhang superior sa wear resistance sa case-hardened at hardened steels. Nitriding ay isang mahabang proseso, upang makakuha ng isang layer na may kapal na 0.2 0.4 mm ito ay tumatagal ng 20 50 oras. Ang pagtaas sa pinapabilis ng temperatura ang proseso, ngunit binabawasan ang katigasan ng layer. napapailalim sa nitriding, tinning (para sa structural steels) at nickel plating (para sa stainless at heat-resistant steels) ay ginagamit. Ang katigasan ng nitriding layer ng heat-resistant steels ay minsan ay isinasagawa sa pinaghalong ammonia at nitrogen.
Ang nitriding ng mga titanium alloy ay isinasagawa sa 850-950 C sa high-purity nitrogen (ang nitriding sa ammonia ay hindi ginagamit dahil sa tumaas na brittleness ng metal).

Sa panahon ng nitriding, isang itaas na manipis na layer ng nitride at isang solidong solusyon ng nitrogen sa ± titanium ay nabuo. Ang lalim ng layer sa 30 h ay 0.08 mm na may katigasan sa ibabaw na HV = 800 850 (tumutugma sa 8 8.5 H / m2). Ang pagpapakilala ng ilang mga elemento ng alloying sa haluang metal (hanggang sa 3% Al, 3 5% Zr, atbp.) ay nagpapataas ng rate ng nitrogen diffusion, pinatataas ang lalim ng nitrided layer, at binabawasan ng chromium ang rate ng diffusion. Ang nitriding ng mga titanium alloy sa rarefied nitrogen ay ginagawang posible na makakuha ng mas malalim na layer na walang brittle nitride zone.
Ang nitriding ay malawakang ginagamit sa industriya, kabilang ang para sa mga bahagi na nagpapatakbo sa temperatura hanggang sa 500-600 C (cylinder liners, crankshafts, gears, valve pairs, bahagi ng fuel equipment, atbp.).
Lit.: Minkevich A.N., Chemical heat treatment ng mga metal at alloys, 2nd ed., M., 1965: Gulyaev A.P. Metallovedenie, 4th ed., M., 1966.

Ang PKF "Tsvet" ay dalubhasa sa pagbibigay ng mga serbisyo sa paggawa ng metal, mayroon kaming malawak na karanasan sa lugar na ito. Nagbibigay kami ng iba't ibang serbisyo ng nasa itaas na hanay, at ang HDTV hardening ay isa sa mga ito. Ang serbisyong ito ay may malaking pangangailangan sa teritoryo ng Russian Federation. Ang kumpanya ay may lahat ng kinakailangang kagamitan upang malutas ang problemang isinasaalang-alang. Ang pakikipagtulungan sa amin ay magiging kapaki-pakinabang, maginhawa at komportable.

Pangunahing katangian

Ang HFC steel hardening ay nagbibigay-daan upang bigyan ang materyal ng sapat na antas ng lakas. Ang pamamaraang ito ay itinuturing na pinakakaraniwan. Ang ganitong pagproseso ay sumasailalim hindi lamang sa bahagi mismo, kundi pati na rin sa mga indibidwal na bahagi ng workpiece, na dapat magkaroon ng ilang mga tagapagpahiwatig ng lakas. Ang aplikasyon ng pamamaraang ito ay makabuluhang nagpapalawak ng buhay ng iba't ibang bahagi.

Ang HFC metal hardening ay batay sa paggamit ng isang electric current na dumadaan sa ibabaw ng bahagi, ang huli ay nasa inductor. Bilang resulta ng pagproseso, ang bahagi ay uminit sa isang tiyak na lalim, ang natitirang bahagi ng produkto ay hindi uminit. Ang pamamaraang ito ay may maraming mga pakinabang, dahil ang paggamit ng teknolohiyang ito ay ginagawang posible upang makontrol ang hardening clamping mode, palitan ang haluang metal na bakal na may carbon steel.

Ang mga naprosesong workpiece ay nakakakuha ng mga katangian ng mataas na lakas, at walang mga hardening crack na lumilitaw sa panahon ng gawain. Ang ibabaw na gagamutin ay hindi nag-oxidize o nagde-decarburize. Ang pagsusubo sa mga high-frequency na alon ay isinasagawa sa maikling panahon, dahil hindi na kailangang painitin ang buong workpiece. Gumagamit ang kumpanya ng mataas na kalidad na kagamitan upang isagawa ang pagproseso ng uri na pinag-uusapan. Nagsasagawa kami ng HFC hardening sa isang mataas na antas ng propesyonal.

Ang aming mga kalamangan

Ang serbisyo ng hardening HDTV ay isa sa mga pangunahing espesyalisasyon ng PCF "Tsvet", ibinibigay namin ito sa mga paborableng termino. Ang lahat ng trabaho ay isinasagawa sa modernong kagamitan gamit ang mga pinaka-advanced na teknolohiya. Ang lahat ng ito ay gumagawa ng pakikipagtulungan sa amin na maginhawa at komportable.

Upang mag-order, tawagan kami sa pamamagitan ng telepono. Mabilis na irerehistro ng mga empleyado ng kumpanya ang iyong aplikasyon, sasagutin nila ang lahat ng iyong mga katanungan. Nagbibigay ang kumpanya ng mga serbisyo sa paghahatid para sa mga natapos na produkto. Ang transportasyon ng mga produkto ay isinasagawa sa buong teritoryo ng Russian Federation.

Ang induction heating ay nangyayari sa pamamagitan ng paglalagay ng workpiece malapit sa isang alternating electrical current conductor na tinatawag na inductor. Kapag ang isang high-frequency current (HFC) ay dumaan sa inductor, isang electromagnetic field ang nalilikha at, kung ang isang metal na produkto ay matatagpuan sa field na ito, isang electromotive force ang nasasabik dito, na nagiging sanhi ng isang alternating current ng parehong frequency na dumaan. sa pamamagitan ng produkto bilang kasalukuyang inductor.

Kaya, ang isang thermal effect ay sapilitan, na nagiging sanhi ng pag-init ng produkto. Ang kapangyarihan ng init P, na inilabas sa pinainit na bahagi, ay magiging katumbas ng:

kung saan ang K ay isang koepisyent depende sa pagsasaayos ng produkto at sa laki ng puwang na nabuo sa pagitan ng mga ibabaw ng produkto at ng inductor; Iin - kasalukuyang lakas; f - kasalukuyang dalas (Hz); r - electrical resistivity (Ohm · cm); m - magnetic permeability (H / E) ng bakal.

Ang proseso ng induction heating ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng isang pisikal na kababalaghan na tinatawag na epekto sa ibabaw (balat): ang kasalukuyang ay sapilitan pangunahin sa mga layer ng ibabaw, at sa mataas na frequency ang kasalukuyang density sa core ng bahagi ay mababa. Ang lalim ng pinainit na layer ay tinatantya ng formula:

Ang pagtaas ng dalas ng kasalukuyang ay nagbibigay-daan sa iyo upang tumutok ng makabuluhang kapangyarihan sa isang maliit na dami ng pinainit na workpiece. Dahil dito, ang high-speed (hanggang 500 C / sec) na pag-init ay natanto.

Mga parameter ng induction heating

Ang induction heating ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong mga parameter: tiyak na kapangyarihan, tagal ng pag-init at kasalukuyang dalas. Ang partikular na kapangyarihan ay ang kapangyarihan na na-convert sa init bawat 1 cm2 ng ibabaw ng pinainit na metal (kW / cm2). Ang rate ng pag-init ng produkto ay depende sa halaga ng tiyak na kapangyarihan: mas mataas ito, mas mabilis ang pag-init ay isinasagawa.

Tinutukoy ng oras ng pag-init ang kabuuang halaga ng enerhiya ng init na inilipat, at samakatuwid ay naabot ang temperatura. Mahalaga rin na isaalang-alang ang dalas ng kasalukuyang, dahil ang lalim ng matigas na layer ay nakasalalay dito. Ang dalas ng kasalukuyang at ang lalim ng pinainit na layer ay nasa kabaligtaran na relasyon (pangalawang formula). Kung mas mataas ang dalas, mas maliit ang pinainit na dami ng metal. Ang pagpili ng halaga ng tiyak na kapangyarihan, tagal ng pag-init at kasalukuyang dalas, posible na pag-iba-ibahin ang panghuling mga parameter ng induction heating sa loob ng isang malawak na hanay - ang katigasan at lalim ng hardened layer sa panahon ng pagsusubo o ang pinainit na dami sa panahon ng pag-init para sa panlililak.

Sa pagsasagawa, ang kinokontrol na mga parameter ng pag-init ay ang mga de-koryenteng parameter ng kasalukuyang generator (kapangyarihan, kasalukuyang, boltahe) at ang tagal ng pag-init. Sa tulong ng mga pyrometer, maaari ding maitala ang temperatura ng pag-init ng metal. Ngunit mas madalas ay hindi na kailangan para sa patuloy na kontrol sa temperatura, dahil ang pinakamainam na mode ng pag-init ay napili, na nagsisiguro ng patuloy na kalidad ng hardening o pag-init ng HFC. Ang pinakamainam na hardening mode ay pinili sa pamamagitan ng pagbabago ng mga de-koryenteng parameter. Sa ganitong paraan, ang ilang bahagi ay tumigas. Dagdag pa, ang mga bahagi ay sumasailalim sa pagsusuri sa laboratoryo na may pag-aayos ng katigasan, microstructure, pamamahagi ng hardened layer sa lalim at eroplano. Kapag subcooled, ang natitirang ferrite ay sinusunod sa istraktura ng hypoeutectoid steels; kapag sobrang init, nangyayari ang coarse-acicular martensite. Ang mga palatandaan ng pagtanggi kapag pinainit ng HDTV ay kapareho ng sa mga klasikal na teknolohiya sa paggamot sa init.

Sa panahon ng pagpapatigas sa ibabaw gamit ang HFC, ang pag-init ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura kaysa sa panahon ng maginoo na bulk hardening. Ito ay dahil sa dalawang dahilan. Una, sa isang napakataas na rate ng pag-init, ang mga temperatura ng mga kritikal na punto kung saan ang paglipat ng pearlite sa austenite ay nangyayari, at pangalawa, ang pagbabagong ito ay dapat magkaroon ng oras upang makumpleto sa isang napakaikling oras ng pag-init at paghawak.

Sa kabila ng katotohanan na ang pag-init sa panahon ng high-frequency quenching ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura kaysa sa panahon ng normal na pagsusubo, ang metal ay hindi nag-overheat. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang butil sa bakal ay walang oras na lumago sa napakaikling panahon. Dapat ding tandaan na, kung ihahambing sa pagsusubo ng volume, ang katigasan pagkatapos ng hardening sa HFC ay mas mataas ng humigit-kumulang 2-3 HRC units. Nagbibigay ito ng mas mataas na resistensya sa pagsusuot at katigasan ng ibabaw ng bahagi.

Mga kalamangan ng high frequency quenching

• mataas na produktibidad ng proseso
• kadalian ng pagsasaayos ng kapal ng pinatigas na layer
• minimal warpage
• halos kumpletong kawalan ng dumi
• ang kakayahang ganap na i-automate ang buong proseso
• ang posibilidad ng paglalagay ng hardening unit sa daloy ng machining.

Kadalasan, ang mga bahaging gawa sa carbon steel na may nilalaman na 0.4-0.5% C ay napapailalim sa surface high-frequency hardening. Ang mga bakal na ito, pagkatapos ng pagsusubo, ay may surface hardness na HRC 55-60. Sa mas mataas na nilalaman ng carbon, may panganib ng pag-crack dahil sa biglaang paglamig. Kasama ng carbon steel, ang low-alloyed chromium, chromium-nickel, chromium-silicon at iba pang bakal ay ginagamit din.

Kagamitan para sa pagsasagawa ng induction hardening (HFC)

Ang induction hardening ay nangangailangan ng espesyal na teknolohikal na kagamitan, na kinabibilangan ng tatlong pangunahing bahagi: isang pinagmumulan ng kuryente - isang high-frequency na kasalukuyang generator, isang inductor at isang aparato para sa paglipat ng mga bahagi sa makina.

Ang isang high-frequency na kasalukuyang generator ay mga de-koryenteng makina na naiiba sa mga pisikal na prinsipyo ng pagbuo ng isang electric current sa kanila.

1. Ang mga elektronikong aparato na tumatakbo sa prinsipyo ng mga vacuum tubes na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating current ng tumaas na dalas - mga generator ng tubo.
2. Ang mga aparatong Electromachine ay nagpapatakbo sa prinsipyo ng pagdidirekta ng isang electric current sa isang conductor, gumagalaw sa isang magnetic field, na nagko-convert ng isang tatlong-phase na kasalukuyang ng pang-industriya na dalas sa alternating kasalukuyang ng mas mataas na dalas - mga generator ng makina.
3. Ang mga aparatong semiconductor na tumatakbo sa prinsipyo ng mga aparatong thyristor na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating kasalukuyang ng mas mataas na dalas - mga thyristor converter (static generators).

Ang mga generator ng lahat ng uri ay naiiba sa dalas at kapangyarihan ng nabuong kasalukuyang

Mga uri ng generator Power, kW Frequency, kHz Efficiency

Tube 10 - 160 70 - 400 0.5 - 0.7

Makina 50 - 2500 2.5 - 10 0.7 - 0.8

Thyristor 160 - 800 1 - 4 0.90 - 0.95

Ang pagpapatigas ng ibabaw ng maliliit na bahagi (mga karayom, mga contact, mga tip sa tagsibol) ay isinasagawa gamit ang mga micro-induction generator. Ang dalas na nabuo ng mga ito ay umabot sa 50 MHz, ang oras ng pag-init para sa hardening ay 0.01-0.001 s.

Mga pamamaraan ng pagpapatigas ng HFC

Ayon sa pagganap ng pag-init, induction tuloy-sunod na hardening at sabay-sabay na hardening ay nakikilala.

Patuloy na sunud-sunod na hardening ginagamit para sa mahahabang bahagi ng patuloy na cross-section (shafts, axles, flat surface ng mahabang produkto). Ang pinainit na bahagi ay gumagalaw sa inductor. Ang bahagi ng bahagi, na nasa isang tiyak na sandali sa zone ng impluwensya ng inductor, ay pinainit sa temperatura ng hardening. Sa exit mula sa inductor, ang seksyon ay pumapasok sa spray cooling zone. Ang kawalan ng paraan ng pag-init na ito ay ang mababang produktibidad ng proseso. Upang madagdagan ang kapal ng matigas na layer, kinakailangan upang madagdagan ang tagal ng pag-init sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilis ng paggalaw ng bahagi sa inductor. Sabay-sabay na pagpapatigas Ipinapalagay na ang isang beses na pag-init ng buong ibabaw ay tumigas.

Self-tempering effect pagkatapos ng pagsusubo

Matapos makumpleto ang pag-init, ang ibabaw ay pinalamig ng shower o isang stream ng tubig nang direkta sa inductor o sa isang hiwalay na cooling device. Ang paglamig na ito ay nagbibigay-daan sa pagsusubo ng anumang pagsasaayos. Sa pamamagitan ng pagsukat ng paglamig at pagbabago ng tagal nito, posible na mapagtanto ang epekto ng self-tempering sa bakal. Ang epektong ito ay binubuo sa pag-alis ng init na naipon sa panahon ng pag-init sa core ng bahagi sa ibabaw. Sa madaling salita, kapag ang ibabaw na layer ay lumamig at sumailalim sa isang martensitic transformation, ang isang tiyak na halaga ng thermal energy ay naka-imbak pa rin sa subsurface layer, ang temperatura kung saan ay maaaring umabot sa mababang temperatura ng tempering. Pagkatapos ihinto ang paglamig, ang enerhiyang ito ay ididirekta sa ibabaw dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Kaya, hindi na kailangan para sa karagdagang mga operasyon ng tempering ng bakal.

Disenyo at paggawa ng mga inductors para sa HFC hardening

Ang inductor ay gawa sa mga tubo na tanso kung saan ang tubig ay ipinapasa sa panahon ng pag-init. Pinipigilan nito ang sobrang pag-init at pagkasunog ng mga inductor sa panahon ng operasyon. Ang mga inductor ay ginawa din, na sinamahan ng isang hardening device - isang sprayer: sa panloob na ibabaw ng naturang mga inductor ay may mga butas kung saan dumadaloy ang coolant sa pinainit na bahagi.

Para sa pare-parehong pag-init, kinakailangan na gumawa ng inductor sa paraang ang distansya mula sa inductor hanggang sa lahat ng mga punto sa ibabaw ng produkto ay pareho. Karaniwan ang distansya na ito ay 1.5-3 mm. Kapag pinapatay ang isang produkto ng isang simpleng hugis, ang kundisyong ito ay madaling matugunan. Para sa pare-parehong hardening, ang bahagi ay dapat ilipat at (o) paikutin sa inductor. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na device - mga sentro o hardening table.

Ang pag-unlad ng disenyo ng inductor ay nagpapahiwatig, una sa lahat, ang pagpapasiya ng hugis nito. Sa kasong ito, ang mga ito ay tinataboy mula sa hugis at sukat ng pinatigas na produkto at ang paraan ng hardening. Bilang karagdagan, sa paggawa ng mga inductor, ang likas na katangian ng paggalaw ng bahagi na may kaugnayan sa inductor ay isinasaalang-alang. Ang ekonomiya at pagganap ng pag-init ay isinasaalang-alang din.

Maaaring gamitin ang paglamig ng mga bahagi sa tatlong paraan: pag-spray ng tubig, daloy ng tubig, paglulubog ng bahagi sa isang hardening medium. Ang paglamig ng shower ay maaaring isagawa kapwa sa mga inductors-sprayers at sa mga espesyal na quenching chamber. Ang paglamig sa pamamagitan ng isang daloy ay nagbibigay-daan sa paglikha ng isang labis na presyon ng pagkakasunud-sunod ng 1 atm, na nag-aambag sa isang mas pare-parehong paglamig ng bahagi. Upang matiyak ang masinsinang at pare-parehong paglamig, kinakailangan na ang tubig ay gumagalaw kasama ang pinalamig na ibabaw sa bilis na 5-30 m / s.

Tool sa paghihinang

Paghihinang aluminyo

Paggamot ng init

Ang CJSC "Modern Machine-Building Company", ang opisyal na kinatawan ng CIEA (Italy), ay nagdadala sa iyong atensyon ng mga induction heating generators (HDTV units) para sa heat treatment ng mga produktong metal.

HFC tempering furnace

Mula noong ito ay nagsimula, sa pagtatapos ng 60s, ang CEIA ay bumubuo at gumagawa ng mga pang-industriyang kagamitan batay sa aplikasyon ng epekto ng isang electromagnetic field. Noong huling bahagi ng 1980s, ipinakilala ng CEIA ang unang solid-state induction heater sa merkado para sa mga espesyal na kagamitan sa paghihinang. Noong 1995, ipinakilala ng CEIA ang isa pang inobasyon - ang Power Cube Family na hanay ng mga induction heating appliances, na kinabibilangan ng:

• generators (power mula 2.8 kW hanggang 100 kW at operating frequency mula 25 kHz hanggang 1800 kHz) at heating heads;
• control device (controller, master controller, special programmer) na nagbibigay ng awtomatiko o semi-awtomatikong operasyon;
• optical pyrometer na may saklaw ng pagsukat mula 80 hanggang 2000 ºС;
• ay kumakatawan sa mga heating head, pyrometer at solder feeder.

Ganap na isinasagawa ng CIEA ang lahat ng mga yugto ng produksyon: mula sa pagbuo ng mga device at electronic board hanggang sa pagpupulong ng mga generator. Ang produksyon ay gumagamit ng mataas na kwalipikadong tauhan. Ang bawat device ay sumasailalim sa mandatoryong electromagnetic testing.

HFC furnaces para sa hardening mula sa ZAO "SMK"

Ang modular na disenyo ng mga HDTV induction heating unit ay nagbibigay-daan sa iyo na pagsamahin ang mga workstation na may iba't ibang katangian na nakakatugon sa mga teknikal at pang-ekonomiyang pangangailangan ng customer. Ginagawa rin nitong posible na baguhin ang orihinal na kagamitan (kapag binago ang modelo ng generator o controller).

Ang kumpanyang CJSC "Modern Machine-Building Company" ay may karanasan sa automation ng mga proseso ng heat treatment sa ilalim ng mga tuntunin ng mga teknikal na detalye ng customer.

Prinsipyo ng operasyon:

Ang induction heating ay isinasagawa dahil sa enerhiya ng electromagnetic field. Ang inductor loop ng kinakailangang laki ay dinadala sa workpiece. Ang medium at high frequency alternating current (HFC), na dumadaan sa loop, ay lumilikha ng mga eddy currents sa ibabaw ng workpiece, na ang magnitude ay maaaring kontrolin at i-program. Ang induction heating ay nagaganap nang walang direktang kontak, habang ang mga bahagi lamang ng metal ay ginagamot sa init. Ang induction heating ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kahusayan ng paglipat ng enerhiya nang walang pagkawala ng init. Ang lalim ng pagtagos ng sapilitan na mga alon ay direktang nakasalalay sa operating frequency ng generator (HFC induction heating installation) - mas mataas ang dalas, mas mataas ang kasalukuyang density sa ibabaw ng workpiece. Sa pamamagitan ng pagpapababa sa dalas ng pagpapatakbo, posibleng dagdagan ang lalim ng pagtagos ng HDTV, i.e. lalim ng pag-init.

Mga kalamangan:

Mga Generator (HDTV induction heating units) Ang CEIA ay may mga sumusunod na pakinabang:

• mataas na kahusayan;
• maliliit na sukat at ang kakayahang magsama sa mga awtomatikong linya;
• lokalisasyon ng lugar ng pag-init (salamat sa isang tiyak na napiling inductor);
• microprocessor na nagbibigay ng repeatability ng operating cycle;
• isang self-diagnostic system na nagbibigay ng signal at pinapatay ang unit kung sakaling magkaroon ng malfunction;
• ang posibilidad ng pagkuha sa lugar ng pagtatrabaho lamang ang heating head na may isang inductor (pagkonekta ng cable hanggang sa 4 m ang haba);
• natutugunan ng kagamitan ang mga kinakailangan ng kaligtasan ng kuryente at sertipikadong ISO 9001.

Application:

Mga Generator (HFC induction heating units) Ang CIEA ay ginagamit para sa iba't ibang uri ng heat treatment ng lahat ng conductive na produkto (metal alloys, non-ferrous metals, carbon at silicon compounds):

• pagpainit;
• pagpapatigas;
• pagsusubo;
• mga tool sa paghihinang, kabilang ang brilyante o karbid;
• paghihinang microcircuits, konektor, cable;
• paghihinang aluminyo.