Felületi keményítés (HDTV). HDTV keményítő üzem HDTV üzemek frekvenciaszabályozással

A nagyfrekvenciás áram a berendezésben az induktor hatására keletkezik, és lehetővé teszi az induktor közvetlen közelében elhelyezett termék felmelegítését. Az indukciós gép ideális fémtermékek edzésére. A HDTV telepítésben egyértelműen programozható: a kívánt hő behatolási mélység, a keményedési idő, a fűtési hőmérséklet és a hűtési folyamat.

Első alkalommal alkalmaztak indukciós berendezést az edzéshez V.P. javaslata alapján. Volodin 1923-ban. A nagyfrekvenciás hevítés hosszú próbálkozásai és tesztelése után 1935 óta használják acélok keményítésére. A HDTV keményítő berendezések messze a legtermékenyebb módszer a fémtermékek hőkezelésére.

Miért jobb az indukció a keményítéshez?

A fémalkatrészek nagyfrekvenciás edzését a termék felső rétegének mechanikai sérülésekkel szembeni ellenállásának növelése érdekében hajtják végre, míg a munkadarab közepe megnövekedett viszkozitású. Fontos megjegyezni, hogy a termék magja a nagyfrekvenciás keményedés során teljesen változatlan marad.
Az indukciós telepítésnek számos nagyon fontos előnye van az alternatív fűtési típusokhoz képest: ha korábban a HDTV telepítések körülményesebbek és kényelmetlenebbek voltak, most ezt a hátrányt kijavították, és a berendezés univerzálissá vált fémtermékek hőkezelésére.

Az indukciós berendezések előnyei

Az indukciós keményítőgép egyik hátránya, hogy egyes összetett formájú termékeket nem lehet feldolgozni.

A fémedzés fajtái

Többféle fémedzés létezik. Egyes termékeknél elegendő a fémet felmelegíteni és azonnal lehűteni, míg mások esetében bizonyos hőmérsékleten kell tartani.
A következő típusú keményítések léteznek:

Helyhez kötött edzés: általában kis, lapos felületű alkatrészekhez használják. A munkadarab és az induktor helyzete ezen edzési módszer alkalmazásakor változatlan marad.
Folyamatos-szekvenciális edzés: hengeres vagy lapos termékek keményítésére szolgál. Folyamatos szekvenciális edzéssel az alkatrész az induktor alá tud mozogni, vagy változatlanul megtartja a helyzetét.
Munkadarabok érintőleges edzése: kiválóan alkalmas hengeres alakú kis alkatrészek megmunkálására. A tangenciális folyamatos-szekvenciális edzés a teljes hőkezelési folyamat során egyszer görgeti a terméket.
A HDTV keményítő egység olyan berendezés, amely képes egy termék kiváló minőségű keményítésére, ugyanakkor termelési erőforrásokat takarít meg.

Megállapodás szerint lehetséges a táblázatban szereplőnél nagyobb méretű fém és acél alkatrészek hőkezelése és edzése.

A moszkvai fémek és ötvözetek hőkezelése (acél hőkezelése) olyan szolgáltatás, amelyet üzemünk nyújt ügyfeleinek. Minden szükséges felszereléssel rendelkezünk, amely mögött képzett szakemberek dolgoznak. Minden megrendelést kiváló minőségben és határidőre teljesítünk. Oroszország más régióiból hozzánk érkező acélok és HDTV hőkezelési megrendeléseket is fogadunk és teljesítünk.

Az acél hőkezelésének fő típusai

Az első típusú izzítás:

Az első típusú diffúzió izzítása (homogenizálás) - Gyors melegítés t 1423 K-re, hosszú expozíció, majd lassú hűtés. Az anyag kémiai heterogenitásának összehangolása ötvözött acélból készült nagy formájú öntvényekben

Az első típusú átkristályosítás izzítása - Hevítés 873-973 K hőmérsékletre, hosszú expozíció, majd lassú hűtés. A hideg deformáció után csökken a keménység és nő a hajlékonyság (a feldolgozás interoperatív)

Az első típusú feszültségcsökkentő izzítás - Hevítés 473-673 K hőmérsékletre, majd lassú hűtés. Öntés, hegesztés, képlékeny deformáció vagy megmunkálás után a maradó feszültségek megszűnnek.

Második típusú izzítás:

A második típusú izzítás befejeződött - Melegítés az Ac3 pont feletti hőmérsékletre 20-30 K-vel, tartás, majd hűtés. Csökken a keménység, javul a megmunkálhatóság, megszűnnek a belső feszültségek a hipoeutektoid és eutektoid acéloknál az edzés előtt (lásd a táblázat megjegyzését)

A II típusú izzítás nem teljes - Az Ac1 és Ac3 pontok közötti hőmérsékletre melegítés, expozíció és ezt követő hűtés. Csökken a keménység, javul a megmunkálhatóság, megszűnnek a belső feszültségek a hipereutektoid acélban az edzés előtt

Második típusú izoterm izzítás - Hevítés 30-50 K hőmérsékletre az Ac3 pont felett (hipoeutektoid acél esetén) vagy az Ac1 pont felett (hipereutektoid acél esetén), expozíció és ezt követő fokozatos hűtés. Ötvözött és magas széntartalmú acélokból készült kisméretű hengerelt termékek vagy kovácsolt termékek gyorsított feldolgozása a keménység csökkentése, a megmunkálhatóság javítása, a belső feszültségek enyhítése érdekében

Második típusú szferoidizálás izzítása - Melegítés az Ac1 pont feletti hőmérsékletre 10-25 K-vel, expozíció, majd fokozatos hűtés. Csökken a keménység, javul a megmunkálhatóság, megszűnnek a belső feszültségek a szerszámacélban az edzés előtt, nő az alacsony ötvözetű és közepes széntartalmú acélok alakíthatósága a hidegalakítás előtt

Második típusú fényes izzítás - Fűtés szabályozott környezetben 20-30 K Ac3 pont feletti hőmérsékletre, expozíció és ezt követő hűtés ellenőrzött környezetben. Előfordul Az acélfelület védelme az oxidációtól és a széntelenítéstől

Második típusú izzítás Normalizálás (normalizációs hőkezelés) - Melegítés az Ac3 pont feletti hőmérsékletre 30-50 K-vel, expozíció és ezt követő hűtés csendes levegőn. A fűtött acél szerkezetének korrekciója, a belső feszültségek megszüntetése a szerkezeti acélból készült alkatrészeken és a megmunkálhatóságuk javulása, a szerszámok edzhetőségének mélysége. acél edzés előtt

Edzés:

Folyamatos teljes keményítés - Hevítés az Ac3 pont feletti hőmérsékletre 30-50 K-vel, tartás és ezt követő gyors hűtés. Az alkatrészek nagy keménységének és kopásállóságának elérése (edzéssel kombinálva) hipoeutektoid és eutektoid acélokból

Hiányos keményedés - Az Ac1 és Ac3 pontok közötti hőmérsékletre melegítés, expozíció és ezt követő gyors lehűlés. Az alkatrészek nagy keménységének és kopásállóságának elérése (edzéssel kombinálva) hipereutektoid acélból

Szakaszos keményedés - Hevítés t-re az Ac3 pont felett 30-50 K-vel (hipoeutektoid és eutektoid acélok esetén) vagy Ac1 és Ac3 pontok közé (hipereutektoid acélok esetén), expozíció és ezt követő hűtés vízben, majd olajban. A nagy széntartalmú szerszámacélból készült alkatrészekben a maradó feszültségek és deformációk csökkennek

Izotermikus keményedés - Hevítés 30-50 K-vel Ac3 pont feletti hőmérsékletre, olvadt sókban, majd levegőn tartás és ezt követő hűtés. Az ötvözött szerszámacélból készült alkatrészek minimális deformációjának (vetemedésének) elérése, plaszticitás, tartóssági határ és hajlítási ellenállás növelése

Lépcsős edzés - Ugyanaz (az izoterm edzéstől a hűtőközegben töltött rövidebb időtartamban tér el). Feszültségek, deformációk csökkentése és repedések megakadályozása szénacélból készült kis szerszámoknál, valamint ötvözött szerszámból és gyorsacélból készült nagyobb szerszámoknál

Felületi keményedés - A termék felületi rétegének hevítése elektromos árammal vagy gázlánggal t keményedésig, majd a felmelegített réteg gyors lehűtése. Egy bizonyos mélységig nő a felületi keménység, a kopásállóság és a gépalkatrészek és szerszámok tartóssága

Kioltás önedzéssel - Felfűtés 30-50 K-vel Ac3 pont feletti hőmérsékletre, tartás és ezt követő hiányos hűtés. Az alkatrész belsejében visszatartott hő biztosítja az edzett külső réteg megeresztését

Edzés hidegkezeléssel - Mélyhűtés az edzés után 253-193 K hőmérsékletre. Megnövekszik a keménység és a magasan ötvözött acél alkatrészek stabil mérete.

Edzés hűtéssel - A felhevített részeket egy ideig levegőn hűtik, mielőtt hűtőközegbe merítenék, vagy csökkentett t hőmérsékletű termosztátban tartanák. Csökken az acél hőkezelési ciklusa (általában karburálás után használják).

Fényedzés - Felmelegítés ellenőrzött környezetben 20-30 K Ac3 pont feletti hőmérsékletre, expozíció és ezt követő hűtés ellenőrzött környezetben. Oxidáció és széntelenítés elleni védelem a formák, matricák és rögzítőelemek olyan összetett részeinél, amelyek nincsenek kitéve csiszolásra

Nyaralás alacsony - Fűtés 423-523 K hőmérséklet-tartományban, majd gyorsított hűtés. Megszűnik a belső feszültség, és csökken a vágó- és mérőszerszámok törékenysége a felületi keményedés után; karburált alkatrészekhez keményedés után

Üdülési közeg - Fűtés a t = 623-773 K tartományban, majd lassú vagy gyorsított hűtés. Növekszik a rugók, rugók és egyéb rugalmas elemek rugalmassági határa

Nyaralás magas - Fűtés 773-953 K hőmérséklet-tartományban, majd lassú vagy gyors hűtés. A szerkezeti acélból készült alkatrészek nagy rugalmasságának biztosítása, általában hőjavítással

Hőjavítás - Kioltás és ezt követő magas temperálás. A maradék feszültségek teljes eltávolítása megtörténik. A nagy szilárdság és a hajlékonyság kombinációja az ütési és vibrációs terhelés alatt működő szerkezeti acél alkatrészek végső hőkezelésében

Termomechanikai feldolgozás - Melegítés, gyors hűtés 673-773 K-ra, többszörös képlékeny deformáció, edzés és megeresztés. A hagyományos hőkezeléssel kapott szilárdsághoz képest nagyobb szilárdságú hengerelt termékek és egyszerű alakú, hegesztésnek nem kitett alkatrészek biztosítása

Öregedés - Hevítés és hosszan tartó kitettség magas hőmérsékletnek. Az alkatrészek és szerszámok méretstabilizáltak

Karburálás - A lágyacél felületi rétegének szénnel való telítése (karburizálás). Utólagos kioltás kíséri alacsony temperálással. A cementezett réteg mélysége 0,5-2 mm. A nagy felületi keménységű terméknek a viszkózus mag megőrzésével történő megadása van. A karburálás széntartalmú vagy ötvözött acélokon történik: kis- és közepes méretű termékeknél 0,08-0,15%, nagyobbnál 0,15-0,5%. A fogaskerekek, dugattyúcsapok stb. karburizáltak.

Ciánozás - Acéltermékek hőkémiai kezelése cianid sók oldatában 820 °C hőmérsékleten. Az acél felületi rétege szénnel és nitrogénnel telített (0,15-0,3 mm-es réteg). Az ilyen termékeket nagy kopásállóság és ütésállóság jellemzi.

Nitridálás (nitridálás) - Az acéltermékek felületi rétegének telítése nitrogénnel 0,2-0,3 mm mélységig. Előfordul Nagy felületi keménységet, fokozott kopás- és korrózióállóságot biztosít. A mérőeszközök, fogaskerekek, tengelycsapok stb. nitridálásnak vannak kitéve.

Hidegkezelés - Kikeményedés után hűtés nulla alatti hőmérsékletre. Változás van az edzett acélok belső szerkezetében. Szerszámacélokhoz, edzett termékekhez, egyes erősen ötvözött acélokhoz használják.

FÉMEK HŐKEZELÉSE (HEAT TREATMENT), a fűtés és hűtés egy bizonyos időciklusa, amelynek során a fémek fizikai tulajdonságaik megváltoznak. A szó szokásos értelmében vett hőkezelést az olvadáspont alatti hőmérsékleten végezzük. Ez a fogalom nem tartalmazza azokat az olvasztási és öntési folyamatokat, amelyek jelentős hatással vannak a fém tulajdonságaira. A hőkezelés okozta fizikai tulajdonságok változása a szilárd anyagban fellépő belső szerkezeti és kémiai kapcsolatok változásaiból adódik. A hőkezelési ciklusok a fűtés, egy bizonyos hőmérsékleten tartás és a gyors vagy lassú hűtés különféle kombinációi, amelyek megfelelnek az előidézéshez szükséges szerkezeti és kémiai változásoknak.

Fémek szemcseszerkezete. Bármely fém általában sok egymással érintkező kristályból (úgynevezett szemcsékből) áll, amelyek általában mikroszkopikus méretűek, de néha szabad szemmel is láthatók. Az egyes szemcsék belsejében az atomok úgy vannak elrendezve, hogy szabályos háromdimenziós geometriai rácsot alkotnak. A kristályszerkezetnek nevezett rács típusa egy anyag jellemzője, és röntgendiffrakciós elemzéssel határozható meg. Az atomok helyes elrendezése a teljes szemcsén belül megmarad, kivéve az apró zavarokat, például az egyes rácshelyeket, amelyek véletlenül üresnek bizonyulnak. Minden szemcse azonos kristályszerkezettel rendelkezik, de általában eltérően tájolódnak a térben. Ezért két szemcse határán az atomok mindig kevésbé rendezettek, mint bennük. Ez magyarázza különösen azt a tényt, hogy a szemcsehatárok könnyebben marathatók kémiai reagensekkel. Megfelelő maratószerrel kezelt, csiszolt sík fémfelületen általában a szemcsehatárok egyértelmű mintázata látható. Egy anyag fizikai tulajdonságait az egyes szemcsék tulajdonságai, egymással való kölcsönhatása, valamint a szemcsehatárok tulajdonságai határozzák meg. A fémes anyag tulajdonságai nagymértékben függnek a szemcsék méretétől, alakjától és orientációjától, és a hőkezelés célja ezen tényezők szabályozása.

Atomfolyamatok a hőkezelés során. A szilárd kristályos anyag hőmérsékletének növekedésével az atomjai könnyebben mozognak a kristályrács egyik helyéről a másikra. Az atomok diffúzióján alapul a hőkezelés. Az atomok kristályrácsban való mozgásának leghatékonyabb mechanizmusa a szabad rácshelyek mozgásaként képzelhető el, amelyek mindig jelen vannak bármely kristályban. Magasabb hőmérsékleten a diffúziós sebesség növekedése miatt felgyorsul az anyag nem egyensúlyi szerkezetének egyensúlyi állapotba való átalakulásának folyamata. A hőmérséklet, amelyen a diffúziós sebesség észrevehetően növekszik, nem azonos a különböző fémeknél. Általában magasabb a magas olvadáspontú fémeknél. A 3387 C-os olvadáspontú volfrámban még vörös hő hatására sem megy végbe az átkristályosodás, míg az alacsony hőmérsékleten olvadó alumíniumötvözetek hőkezelése bizonyos esetekben szobahőmérsékleten is elvégezhető.

A hőkezelés sok esetben nagyon gyors lehűtéssel, úgynevezett kioltással jár, hogy megőrizze a megemelt hőmérsékleten kialakult szerkezetet. Bár szigorúan véve egy ilyen szerkezet szobahőmérsékleten nem tekinthető termodinamikailag stabilnak, a gyakorlatban az alacsony diffúziós sebesség miatt meglehetősen stabil. Nagyon sok hasznos ötvözetnek van hasonló "metastabil" szerkezete.

A hőkezelés okozta változásoknak két fő típusa lehet. Először is, mind a tiszta fémekben, mind az ötvözetekben olyan változások lehetségesek, amelyek csak a fizikai szerkezetet érintik. Ezek lehetnek az anyag feszültségi állapotának változásai, a kristályszemcsék méretének, alakjának, kristályszerkezetének és orientációjának megváltozása. Másodszor, a fém kémiai szerkezete is megváltozhat. Ez kifejezhető az összetételi inhomogenitások elsimításában és a környező atmoszférával kölcsönhatásban egy másik fázis csapadékképződésében, amely a fém tisztítására vagy a kívánt felületi tulajdonságok megadására jön létre. Mindkét típus változása egyidejűleg is bekövetkezhet.

Levezetni a stresszt. A hideg deformáció növeli a legtöbb fém keménységét és törékenységét. Néha kívánatos az ilyen „munkakeményedés”. A színesfémek és ötvözeteik általában hideghengerléssel kapnak bizonyos fokú keménységet. Az enyhe acélokat is gyakran hidegalakítással edzik. A hidegen hengerelt vagy hidegen húzott, például rugók készítéséhez szükséges megnövelt szilárdságú acélokat általában feszültségoldó izzításnak vetik alá, viszonylag alacsony hőmérsékletre hevítve, amelyen az anyag majdnem olyan szinten marad. kemény, mint korábban, de eltűnik benne.a belső feszültségek eloszlásának inhomogenitása. Ez csökkenti a repedésre való hajlamot, különösen korrozív környezetben. Az ilyen feszültségcsökkentés általában az anyag helyi képlékeny áramlása miatt következik be, ami nem vezet változáshoz az általános szerkezetben.

Újrakristályosítás. A fémalakítás különböző módszereivel gyakran szükséges a munkadarab alakjának nagymértékű megváltoztatása. Ha az alakítást hideg állapotban kell végezni (amit gyakran gyakorlati megfontolások szabnak meg), akkor a folyamatot több lépésre kell bontani, ezek között átkristályosítást kell végezni. A deformáció első szakasza után, amikor az anyag olyan mértékben megszilárdul, hogy a további deformáció töréshez vezethet, a munkadarabot a feszültségmentesítő izzítási hőmérséklet fölé melegítik, és hagyják átkristályosodni. Ezen a hőmérsékleten a gyors diffúzió következtében az atomi átrendeződés következtében teljesen új szerkezet alakul ki. A deformált anyag szemcseszerkezetén belül új szemcsék kezdenek növekedni, amelyek idővel teljesen helyettesítik azt. Először is kisméretű új szemcsék képződnek azokon a helyeken, ahol a régi szerkezet leginkább zavart, nevezetesen a régi szemcsehatárokon. További izzításkor a deformált szerkezet atomjai úgy rendeződnek át, hogy egyúttal az új szemcsék részévé válnak, amelyek megnövekednek, és végül felszívják a teljes régi szerkezetet. A munkadarab megőrzi korábbi formáját, de mára puha, feszültségmentes anyagból készült, amely új deformációs ciklusnak vethető alá. Egy ilyen folyamat többször is megismételhető, ha adott fokú deformáció megkívánja.

A hidegmegmunkálás az átkristályosodáshoz túl alacsony hőmérsékleten történő deformáció. A legtöbb fém esetében a szobahőmérséklet megfelel ennek a meghatározásnak. Ha az alakváltozást kellően magas hőmérsékleten végezzük, hogy az átkristályosításnak legyen ideje követni az anyag deformációját, akkor az ilyen feldolgozást melegnek nevezzük. Amíg a hőmérséklet elég magas marad, tetszőlegesen deformálódhat. A fém forró állapotát elsősorban az határozza meg, hogy a hőmérséklete milyen közel van az olvadásponthoz. Az ólom nagy alakíthatósága azt jelenti, hogy könnyen átkristályosodik, vagyis szobahőmérsékleten "melegen" megmunkálható.

Textúra szabályozás. Egy szemcse fizikai tulajdonságai általában nem azonosak különböző irányokban, mivel minden szemcse egy kristály, saját kristályszerkezettel. A fémminta tulajdonságai az összes szemcse átlagolásának eredménye. Véletlenszerű szemcseorientáció esetén az általános fizikai tulajdonságok minden irányban azonosak. Ha viszont a legtöbb szemcse néhány kristálysíkja vagy atomsora párhuzamos, akkor a minta tulajdonságai "anizotrop", azaz irányfüggővé válnak. Ebben az esetben a kerek tányérból mélyextrudálással nyert csésze felső szélén "nyelvek" vagy "fésűkagylók" lesznek, annak a ténynek köszönhetően, hogy az anyag bizonyos irányokban könnyebben deformálódik, mint másokban. A mechanikai alakításnál a fizikai tulajdonságok anizotrópiája általában nem kívánatos. De a transzformátorok és egyéb eszközök mágneses anyagaiban nagyon kívánatos, hogy a könnyű mágnesezés iránya, amelyet az egykristályokban a kristályszerkezet határoz meg, minden szemcsében egybeessen a mágneses fluxus adott irányával. Így az „előnyben részesített orientáció” (textúra) lehet kívánatos vagy nem, az anyag céljától függően. Általánosságban elmondható, hogy az anyag átkristályosodásával a preferált orientációja megváltozik. Ennek az orientációnak a jellege az anyag összetételétől és tisztaságától, a hideg deformáció típusától és mértékétől, valamint az izzítás időtartamától és hőmérsékletétől függ.

Szemcseméret szabályozás. A fémminta fizikai tulajdonságait nagymértékben meghatározza az átlagos szemcseméret. A legjobb mechanikai tulajdonságok szinte mindig a finomszemcsés szerkezetnek felelnek meg. A szemcseméret csökkentése gyakran a hőkezelés (valamint az olvasztás és öntés) egyik célja. A hőmérséklet emelkedésével a diffúzió felgyorsul, ezért az átlagos szemcseméret nő. A szemcsehatárok eltolódnak, így a nagyobb szemek a kisebbek rovására nőnek, amelyek végül eltűnnek. Ezért a végső melegmegmunkálási folyamatokat általában a lehető legalacsonyabb hőmérsékleten végzik, hogy a szemcseméretek a lehető legkisebbek legyenek. Az alacsony hőmérsékletű melegmegmunkálást gyakran szándékosan alkalmazzák, főként a szemcseméret csökkentésére, bár ugyanez az eredmény érhető el hidegmegmunkálással, majd átkristályosítással.

Homogenizálás. A fent említett folyamatok tiszta fémekben és ötvözetekben egyaránt előfordulnak. De számos más eljárás is csak két vagy több komponenst tartalmazó fémes anyagokban lehetséges. Így például egy ötvözet öntésekor szinte biztosan előfordulnak inhomogenitások a kémiai összetételben, amit az egyenetlen megszilárdulási folyamat határoz meg. Egy keményedő ötvözetben az egyes pillanatokban képződő szilárd fázis összetétele nem azonos a vele egyensúlyban lévő folyékony fáziséval. Ebből következően a megszilárdulás kezdeti pillanatában megjelenő szilárd anyag összetétele más lesz, mint a megszilárdulás végén, és ez mikroszkopikus léptékben az összetétel térbeli inhomogenitásához vezet. Az ilyen inhomogenitást egyszerű melegítéssel küszöböljük ki, különösen mechanikai deformációval kombinálva.

Tisztítás. Bár a fém tisztaságát elsősorban az olvasztás és öntés körülményei határozzák meg, a fémtisztítást gyakran szilárdtest-hőkezeléssel érik el. A fémben lévő szennyeződések a felületén reakcióba lépnek azzal a légkörrel, amelyben felmelegszik; így a hidrogén vagy más redukálószer atmoszférája az oxidok jelentős részét tiszta fémmé tudja alakítani. Az ilyen tisztítás mélysége attól függ, hogy a szennyeződések mennyire képesek a térfogatról a felületre diffundálni, ezért azt a hőkezelés időtartama és hőmérséklete határozza meg.

A másodlagos fázisok szétválasztása. Az ötvözetek hőkezelésének legtöbb módja egy fontos hatáson alapul. Összefügg azzal, hogy az ötvözet komponenseinek oldhatósága szilárd állapotban a hőmérséklettől függ. A tiszta fémtől eltérően, amelyben minden atom azonos, egy kétkomponensű, például szilárd oldatban két különböző típusú atom található, amelyek véletlenszerűen oszlanak el a kristályrács csomópontjai között. Ha növeli a másodosztályú atomok számát, akkor elérheti azt az állapotot, amikor nem tudják egyszerűen helyettesíteni az első osztályú atomokat. Ha a második komponens mennyisége meghaladja ezt az oldhatósági határt szilárd halmazállapotban, akkor az ötvözet egyensúlyi szerkezetében a második fázis zárványai jelennek meg, amelyek összetételükben és szerkezetükben különböznek a kezdeti szemcséktől, és általában formában szétszóródnak közöttük. az egyes részecskék. Az ilyen második fázisú részecskék nagy befolyást gyakorolhatnak az anyag fizikai tulajdonságaira, méretüktől, alakjuktól és eloszlásuktól függően. Ezeket a tényezőket hőkezeléssel (hőkezeléssel) lehet megváltoztatni.

Hőkezelés - a fémekből és ötvözetekből készült termékek termikus expozícióval történő feldolgozásának folyamata annak érdekében, hogy szerkezetüket és tulajdonságaikat egy adott irányba változtassák. Ez a hatás kombinálható kémiai, deformációs, mágneses stb.

A hőkezelés történeti háttere.
Az ember ősidők óta alkalmazza a fémek hőkezelését. Még az eneolitikum korában az őshonos arany és réz hidegkovácsolásával a primitív ember találkozott a munkaedzés jelenségével, ami megnehezítette a vékony pengéjű és éles hegyű termékek gyártását, és a plaszticitás helyreállítása érdekében a kovácsnak melegítenie kellett. hidegen kovácsolt rezet a kandallóban. Az edzett fém lágyító izzításának használatára vonatkozó legkorábbi bizonyítékok a Kr. e. 5. évezred végére nyúlnak vissza. e. Az ilyen izzítás a fémek hőkezelésének első művelete volt megjelenése idején. A sajtfúvási eljárással nyert vasból fegyvereket és szerszámokat gyártva a kovács szénkemencében melegítette fel a vastuskót a forró kovácsoláshoz. Ezzel egy időben a vas karburizálódott, vagyis cementálás történt, a kémiai-termikus kezelés egyik fajtája. A karburált vasból készült kovácsolt terméket vízben lehűtve a kovács felfedezte a keménység meredek növekedését és más tulajdonságok javulását. A karburált vas vízben való keményítését a Kr.e. 2. végétől az 1. évezred elejéig alkalmazták. e. Homérosz „Odüsszeiájában” (Kr. e. 8-7. század) ilyen sorok találhatók: „Hogyan merít a kovács egy vörösen izzó baltát vagy baltát hideg vízbe, és a vas sziszegve sziszeg, erősebb, mint a vas, megkeményedve a tűzben. és víz." Az 5. sz. időszámításunk előtt e. az etruszkok magas óntartalmú bronzból készült tükröket vízben edzettek (valószínűleg javítják a fényességet, ha polírozzák). A vas faszénben vagy szerves anyagban történő cementálását, az acél keményítését és megeresztését a középkorban széles körben használták kések, kardok, reszelők és egyéb eszközök gyártásában. Nem ismerve a fém belső átalakulásának lényegét, a középkori mesteremberek gyakran természetfeletti erők megnyilvánulásának tulajdonították a fémek hőkezelése során elért magas tulajdonságokat. A 19. század közepéig. az ember fémek hőkezelésével kapcsolatos tudása évszázados tapasztalatok alapján kidolgozott receptgyűjtemény volt. A technológia fejlődésének, és elsősorban az acélágyúgyártás fejlődésének igényei a fémek hőkezelésének művészetből tudományba való átalakulásához vezettek. A 19. század közepén, amikor a hadsereg igyekezett a bronz- és öntöttvas ágyúkat erősebb acélágyúkra cserélni, rendkívül akut volt a nagy és garantált szilárdságú fegyvercsövek elkészítésének problémája. Annak ellenére, hogy a kohászok ismerték az acél olvasztásának és öntésének receptjeit, a fegyvercsövek gyakran minden látható ok nélkül szétrepedtek. D. K. Csernov a szentpétervári Obukhov acélgyárban, pisztolycsőből készített maratott metszeteket tanulmányozva mikroszkóp alatt, és nagyító alatt megfigyelve a törések szerkezetét a törés helyén, arra a következtetésre jutott, hogy az acél minél erősebb, annál finomabb a szerkezete. 1868-ban Csernov belső szerkezeti átalakulásokat fedezett fel az acél lehűlésében, amelyek bizonyos hőmérsékleteken fordulnak elő. amelyeket kritikus pontoknak nevezett a és b. Ha az acélt a pont alatti hőmérsékletre hevítjük, akkor nem edzhető, és a finomszemcsés szerkezet eléréséhez az acélt b pont feletti hőmérsékletre kell hevíteni. Csernov felfedezése az acél szerkezeti átalakulásának kritikus pontjaira tette lehetővé az acéltermékek szükséges tulajdonságainak eléréséhez szükséges hőkezelési mód választásának tudományos igazolását.

1906-ban A. Wilm (Németország) az általa feltalált duralumínium felhasználásával fedezte fel az edzés utáni öregedést (lásd Fémek öregedése), a különféle bázisokon (alumínium, réz, nikkel, vas stb.) alapuló ötvözetek keményítésének legfontosabb módszerét. ). A 30-as években. 20. század Megjelent az öregedő rézötvözetek termomechanikus kezelése, az 1950-es években pedig az acélok termomechanikus kezelése, amely lehetővé tette a termékek szilárdságának jelentős növelését. A kombinált hőkezelési módok közé tartozik a termomágneses kezelés, amely lehetővé teszi a termékek mágneses térben történő hűtésének eredményeként egyes mágneses tulajdonságaik javítását.

A fémek és ötvözetek szerkezetének és tulajdonságainak hőhatás hatására bekövetkező változásainak számos vizsgálata koherens elméletet eredményezett a fémek hőkezelésére vonatkozóan.

A hőkezelés típusainak osztályozása azon alapul, hogy milyen típusú szerkezeti változások következnek be a fémben a hőterhelés során. A fémek hőkezelése magára a hőkezelésre oszlik, amely csak a fémre gyakorolt hőhatásból áll, a kémiai-termikus kezelésre, amely egyesíti a termikus és kémiai hatásokat, valamint a termomechanikai kezelésre, amely egyesíti a hőhatásokat és a képlékeny deformációt. A hőkezelés tulajdonképpen a következő típusokat foglalja magában: 1. típusú izzítás, 2. típusú izzítás, keményítés polimorf átalakulás nélkül és polimorf átalakulással, öregítés és temperálás.

A nitridálás a fémalkatrészek felületének nitrogénnel való telítése a keménység, a kopásállóság, a fáradási határ és a korrózióállóság növelése érdekében. A nitridálást acélra, titánra, egyes ötvözetekre, leggyakrabban ötvözött acélokra, különösen króm-alumíniumra, valamint vanádiumot és molibdént tartalmazó acélra alkalmazzák.
Az acél nitridálása ammóniában t 500 650 C-on megy végbe. 400 C felett megindul az ammónia disszociációja az NH3 ’ 3H + N reakció szerint. A keletkező atomos nitrogén a fémbe diffundál, nitrogéntartalmú fázisokat képezve. 591 C alatti nitridálási hőmérsékleten a nitridált réteg három fázisból áll (ábra): µ Fe2N nitrid, ³ "Fe4N nitrid, ± nitrogéntartalmú ferrit, amely szobahőmérsékleten kb. 0,01% nitrogént tartalmaz. 600 650 C nitridálási hőmérsékleten több és ³-fázis, amely a lassú lehűlés hatására 591 C-on eutektoidra ± + ³ 1 bomlik. A nitridált réteg keménysége HV = 1200-ra nő (ez 12 Gn/m2-nek felel meg) és megmarad. ismételt felfűtés 500-600 C-ig, amely magas hőmérsékleten biztosítja az alkatrészek magas kopásállóságát, a nitridáló acélok kopásállósága lényegesen felülmúlja az edzett és edzett acélokat A nitridálás hosszú folyamat, 20-50 óra alatt 0,2-es réteget kapunk. -0,4 mm vastagság A hőmérséklet emelése felgyorsítja a folyamatot, de csökkenti a réteg keménységét A nitridálásnak nem kitett helyek védelme érdekében ónozást (szerkezeti acéloknál) és nikkelezést (rozsdamentes és hőálló acéloknál) alkalmaznak. A hőálló acélok nitridáló rétegének rugalmasságát néha ammónia és nitrogén keverékében végzik.
A titánötvözetek nitridálása 850 950 C-on, nagy tisztaságú nitrogénben történik (a fém ridegségének növekedése miatt ammóniában történő nitridálást nem alkalmaznak).

A nitridálás során felső vékony nitridréteg és szilárd nitrogénoldat ±-titánban képződik. Rétegmélység 30 órán keresztül 0,08 mm felületi keménységgel HV = 800 850 (8 8,5 H/m2-nek felel meg). Egyes ötvözőelemek (Al-ig 3%, Zr 3 5% stb.) ötvözetbe juttatása növeli a nitrogén diffúziós sebességét, növeli a nitridált réteg mélységét, a króm pedig csökkenti a diffúziós sebességet. A titánötvözetek ritkított nitrogénben történő nitridálása lehetővé teszi egy mélyebb réteg előállítását rideg nitrid zóna nélkül.
A nitridálást széles körben alkalmazzák az iparban, beleértve az 500-600 C-ig terjedő hőmérsékleten üzemelő alkatrészeket (hengerbetétek, főtengelyek, fogaskerekek, orsópárok, üzemanyag-berendezések alkatrészei stb.).
Lit .: Minkevich A.N., Fémek és ötvözetek kémiai-termikus kezelése, 2. kiadás, M., 1965: Gulyaev A.P. Metallurgy, 4. kiadás, M., 1966.

Az alkatrészek indukciós melegítéssel történő keményítését először V.P. Volodin. Majdnem egy évszázaddal ezelőtt volt – 1923-ban. És 1935-ben ezt a fajta hőkezelést kezdték alkalmazni az acél keményítésére. A keményítés népszerűségét manapság nehéz túlbecsülni - a mérnöki tudomány szinte minden ágában aktívan használják, és a HDTV keményítő berendezésekre is nagy a kereslet.

Az edzett réteg keménységének növelése és az acél rész közepén lévő szívósság növelése érdekében HDTV felületi keményítést kell alkalmazni. Ebben az esetben az alkatrész felső rétegét felmelegítik a keményedési hőmérsékletre, és hirtelen lehűtik. Fontos, hogy az alkatrész magjának tulajdonságai változatlanok maradjanak. Mivel az alkatrész közepe megőrzi szívósságát, az alkatrész maga is erősebbé válik.

A nagyfrekvenciás edzés segítségével megerősíthető az ötvözött rész belső rétege, közepes széntartalmú acélokhoz (0,4-0,45% C) használják.

A HDTV keményítés előnyei:

Az indukciós fűtésnél csak az alkatrész kívánt részét cseréljük, ez a módszer gazdaságosabb, mint a hagyományos fűtés. Ezenkívül a HDTV keményítése kevesebb időt vesz igénybe;
Az acél nagyfrekvenciás edzésével elkerülhető a repedések megjelenése, valamint csökkenthető a vetemedési hibák kockázata;
A HDTV fűtése során szénkiégés és vízkőképződés nem fordul elő;
Szükség esetén a megkeményedett réteg mélysége megváltoztatható;
HDTV edzéssel javítható az acél mechanikai tulajdonságai;
Indukciós fűtés alkalmazásakor elkerülhető a deformációk megjelenése;
A teljes fűtési folyamat automatizálása és gépesítése magas szinten van.

A HDTV keményítésnek azonban vannak hátrányai is. Tehát nagyon problémás egyes összetett alkatrészek feldolgozása, és bizonyos esetekben az indukciós fűtés teljesen elfogadhatatlan.

HDTV acél edzés - fajták:

Helyhez kötött HDTV keményítés. Kisebb lapos részek (felületek) keményítésére szolgál. Ebben az esetben a munkadarab és a fűtőelem helyzete folyamatosan megmarad.

Folyamatos-szekvenciális HDTV keményítés. Az ilyen típusú edzés során az alkatrész vagy elmozdul a fűtőelem alatt, vagy a helyén marad. Ez utóbbi esetben maga a fűtőelem az alkatrész irányába mozog. Az ilyen nagyfrekvenciás edzés sík és hengeres részek, felületek megmunkálására alkalmas.

Tangenciális folyamatos-szekvenciális HDTV keményítés. Csak kis hengeres, egyszer gördülő alkatrészek melegítésére használják.

Minőségi keményítő berendezést szeretne vásárolni? Ezután lépjen kapcsolatba az "Ambit" kutató- és produkciós céggel. Garantáljuk, hogy minden általunk gyártott HDTV keményítőgép megbízható és csúcstechnológiás.

Különféle marók indukciós melegítése forrasztás, edzés előtt,
indukciós fűtőegység IHM 15-8-50

Indukciós forrasztás, fűrészlapok keményítése (javítása),
indukciós fűtőegység IHM 15-8-50

Különféle marók indukciós melegítése forrasztás, edzés előtt

A nagyfrekvenciás áramok ideálisan képesek megbirkózni a fémek különféle hőkezelési folyamataival. HDTV telepítés keményítéshez tökéletes. A mai napig nincs olyan berendezés, amely egyenlő feltételekkel versenyezhetne az indukciós fűtéssel. A gyártók egyre nagyobb figyelmet fordítottak az indukciós berendezésekre, amelyeket termékek feldolgozásához és fém olvasztásához vásároltak.

Mi a jó HDTV telepítés a keményítéshez

A HDTV installáció egy egyedülálló berendezés, amely rövid időn belül kiváló minőségű fémfeldolgozásra képes. Az egyes funkciók végrehajtásához ki kell választania egy adott telepítést, például a keményítéshez a legjobb, ha kész HDTV keményítő komplexumot vásárol, amelyben már minden a kényelmes edzéshez van tervezve.
A HDTV telepítésnek számos előnye van, de nem fogunk mindent figyelembe venni, hanem azokra koncentrálunk, amelyek kifejezetten HDTV keményítésre alkalmasak.

A HDTV-berendezés rövid időn belül felmelegszik, és gyorsan elkezdi feldolgozni a fémet. Indukciós fűtés alkalmazásakor nem kell további időt fordítani a közbenső fűtésre, mivel a berendezés azonnal megkezdi a fém feldolgozását.
Az indukciós fűtés nem igényel további technikai eszközöket, például oltóolaj használatát. A termék kiváló minőségű, és a gyártási hibák száma jelentősen csökken.
A HDTV telepítés teljesen biztonságos a vállalkozás dolgozói számára, emellett könnyen kezelhető. Nincs szükség magasan képzett személyzet alkalmazására a berendezés működtetéséhez és programozásához.
A nagyfrekvenciás áramok mélyebb keményedést tesznek lehetővé, mivel az elektromágneses tér hatására a hő adott mélységig képes behatolni.

A HDTV telepítés hatalmas előnyökkel rendelkezik, amelyeket sokáig lehet sorolni. A HDTV fűtéssel a keményítéshez jelentősen csökkenti az energiaköltségeket, és lehetőséget kap a vállalkozás termelékenységének növelésére.

HDTV telepítés - a keményedés működési elve

A HDTV telepítése az indukciós fűtés elvén működik. Ennek az elvnek az alapját az elektromos energia átalakítására vonatkozó Joule-Lenz és Faraday-Maxwell törvények vették alapul.
A generátor elektromos energiát szolgáltat, amely áthalad az induktoron, és erős elektromágneses mezővé alakul át. A keletkezett mező örvényáramai hatni kezdenek, és a fémbe hatolva hőenergiává alakulnak, elkezdik feldolgozni a terméket.