значительное ускорение процесса химико-термической обработки за счет сокращения времени нагрева изделий до температуры насыщенияй увеличения скорости диффузии за счет повышения температуры. Так при цементации при повышенной температуре 1050 °С за 45 мин достигается глубина слоя 0,8-1,0 мм.

На заводах используются различные способы поверхностной закалки с нагревом т. в. ч. (с учетом взаимного перемещения индуктора, спреера и поверхности нагреваемого изделия).

Одновременный способ закалки, при котором происходит одновременный нагрев и охлаждение всей закаливаемой поверхности изделия (сквозная закалка венца зубчатых колес с модулем до 10 мм, звездочек и других изделий).

При одновременной закалке зазор между закаливаемой поверхностью и индуктором не должен превышать 5-10 % диаметра закаливаемой детали и не должен быть больше 10-15 % ширины закаливаемого слоя. Увеличение зазора уменьшает к. п. д. и коэффициент мощности индуктора. Ширина индуктора выбирается на 10-20 % больше ширины закаливаемого, слоя. Толщина трубки индуктора, если отсутствует постоянное охлаждение, должна быть в 2,5-4 раза больше требуемой глубины закаленного слоя, но не свыше 12 мй.

Индукторы с магннтопроводом применяются в целях вытеснения тока в сторону открытого паза, главным образом, при закалке внутренних или плоских поверхностей, а также в случаях, когда требуется неодинаковая степень нагрева. Магнитопровод изготовляют нз пластин трансформаторной стали.

Одновременно-последовательный способ закалки предусматривает последовательный нагрев и закалку аналогичных частей изделий, например, рабочих поверхностей каждого зуба шестерни, каждого шлица валика и т. п.Этим способом закаливаются цилиндрические (модули от 8 мм и выше) и конические (модули от 16 мм и выше) зубчатые колеса и подобные изделия.

Непрерывно-последовательный способ закалки - непрерывное взаимное перемещение индуктора и спреера (душа) и закаливаемого изделия, как правило, закаливаемое изделие вращается. .Этим способом закаливаются валики, рифленые цилиндры, крупномодульные шестерни по рабочим поверхностям зуба, галтелям и впадинам. Непрерывно-последовательный способ закалки позволяем закалить большие поверхности прн сравнительно малых мощностях генератора т. в. ч.

Для импульсной индукционной закалки в отлнчие от обычной индукционной закалки характерна подача в процессе нагрева большой удельной энергии на единицу площади изделия за короткие промежутки времени. Если при обычной индукционной закалке удельный расход энергии составляет ~0,2 кВт/см прн продолжительности нагрева 0,1-5 с, то при импульсной закалке характерны расходы энергии 1()-30 кВт/см2. Соответственно при импульсной закалке образуются очень тонкие закаленные слои до 0,05 мм, что значительно снижает деформацию закаливаемых изделий.

Для закаленной зоны прн импульсной закалке характерна специфическая мелкозернистая структура, обладающая повышенной износостойкостью с сохранением достаточной пластичности. Отпуск закаленного слоя прн этом способе закалки не производится. Основной областью применения импульсной индукционной закалки является упрочнениб режущего инструмента.

С развитием индукционного метода нагрева при термической обработке сплавов большое распространение получил способ охлаждений

душем. Эффективность его зависит от различных параметров как самого душа (расхода, скорости истечения и температуры жидкости), так и охлаждающего устройства - спреера (количество, размер и конфигурация отверстий, угол их наклона к поверхности охлаждения, зазор между спреером и закаливаемым изделием).

Важнейшим параметром душа является расход охлаждающей жидкости; с увеличением расхода повышается скорость охлаждения. Интенсивность душевого охлаждения зависит также от длины каналов спреера (оптимальное соотношение длины канала / к диаметру канала d = 2-=-3, так как при малой длине каналов отдельные струи сливаются в поток. Минимально допустимая длина каналов / = d). Увеличение зазора между спреером и деталью снижает интенсивность охлаждения. Предельные зазоры для душевого охлаждения 150-200 мм.

На интенсивность охлаждения влияет наклон отверстий. При наклоне у поверхности охлаждения менее 75° интенсивность теплоотвода резко снижается и уменьшается вдвое при угле наклона 30°. Оптимальным углом между струей жидкости и охлаждаемой поверхностью следует считать 90°. Для изделий, изготовленных из легированных марок стали, склонных к образованию трещин, применение водяного душа нецелесообразно. В этом случае следует использовать масляный душ, который в верхнем температурном интервале превращения охлаждает примерно в два раза быстрее, а в нижнем в два раза медленнее, чем водяная ванна, но в три-четыре раза быстрее, чем масляная ванна. Масляный душ (5-7 отверстий 0 2 мм на 1 см) по своей охлаждающей способности является совершенно особым закалочным средством, обеспечивающим весьма высокую интенсивность охлаждения.

Закаленные с нагревом т. в. ч. изделия подлежат, как правило, отпуску. Особенности проведения отпуска после закалки с нагревом т. в. ч. заключаются в том, что значительная часть превращений, свойственных отпуску, происходит в ходе непрерывного охлаждения при закалке и после нее. В связи с этим во всех случаях нагрева с помощью т. в. ч. под закалку температура и продолжительность нагрева при отпуске должны быть сокращены. Исследованиями многих авторов установлено, что структурное состояние материала изделий, получаемое после высокочастотной термической обработки, ближе к отпущенному, чем к закаленному при обычном нагреве. Таким образом, сокращение режима отпуска после закалки с нагревом т. в. ч. способствует росту производительности труда и улучшает качество термической обработки.

Сейчас широко используется электроотпуск после закалки с применением т. в. ч. Этот процесс обеспечивает высокую производительность хорошее качество и высокую степень автоматизации термической обработки.

Для поверхностной индукционной закалки применяется сталь пониженной и регламентированной прокаливаемости. В табл. 165 приведен химический состав этих марок стали.

39, Режимы поверхностной индукционной закалки

В табл. 166-171 представлены сведения, необходимые для выбора режимов поверхностной индукционной закалки стали. Виды брака, образующегося при индукционной закалке, приведены в табл. 172.

На рис. 14-16 приведены некоторые зависимости времени нагрева (О и удельной мощности (Р) при нагреве деталей т. в. ч. от частоты тока и глубины закаленного слоя. Пользуясь такими графиками, можно оптимизировать процесс высокочастотного нагрева.

,07. Частоты тона, рекоме дуемь

168. Температура нагрева некоторых марок стали

169. Зависимость температуры высокочастотного нагрева при закалке от его скорости