Virsmas sacietēšana (HDTV). HDTV rūdīšanas iekārta HDTV iekārtas ar frekvences vadību

Augstfrekvences strāva tiek ģenerēta instalācijā, pateicoties induktoram, un tā ļauj sildīt izstrādājumu, kas novietots tiešā induktora tuvumā. Indukcijas iekārta ir ideāli piemērota metāla izstrādājumu rūdīšanai. Tieši HDTV instalācijā var skaidri ieprogrammēt: vēlamo siltuma iespiešanās dziļumu, sacietēšanas laiku, sildīšanas temperatūru un dzesēšanas procesu.

Pirmo reizi rūdīšanai tika izmantota indukcijas iekārta pēc V.P. priekšlikuma. Volodins 1923. gadā. Pēc ilgiem izmēģinājumiem un augstfrekvences karsēšanas testēšanas to izmanto tērauda rūdīšanai kopš 1935. gada. HDTV cietināšanas vienības ir visproduktīvākā metāla izstrādājumu termiskās apstrādes metode.

Kāpēc indukcija ir labāka sacietēšanai

Metāla detaļu augstfrekvences rūdīšana tiek veikta, lai palielinātu izstrādājuma augšējā slāņa izturību pret mehāniskiem bojājumiem, savukārt sagataves centram ir paaugstināta viskozitāte. Ir svarīgi atzīmēt, ka izstrādājuma kodols augstfrekvences sacietēšanas laikā paliek pilnībā nemainīgs.
Indukcijas instalācijai ir daudz ļoti svarīgu priekšrocību salīdzinājumā ar alternatīviem apkures veidiem: ja agrāk HDTV instalācijas bija apgrūtinošākas un neērtākas, tad tagad šis trūkums ir novērsts, un iekārta ir kļuvusi universāla metāla izstrādājumu termiskai apstrādei.

Indukcijas iekārtu priekšrocības

Viens no indukcijas rūdīšanas iekārtas trūkumiem ir nespēja apstrādāt dažus produktus, kuriem ir sarežģīta forma.

Metāla rūdīšanas šķirnes

Ir vairāki metāla rūdīšanas veidi. Dažiem izstrādājumiem pietiek ar metāla karsēšanu un tūlītēju atdzesēšanu, savukārt citiem ir nepieciešams to noturēt noteiktā temperatūrā.
Ir šādi sacietēšanas veidi:

Stacionāra sacietēšana: parasti izmanto detaļām, kurām ir maza plakana virsma. Izmantojot šo sacietēšanas metodi, sagataves un induktora stāvoklis paliek nemainīgs.
Nepārtraukta secīga rūdīšana: izmanto cilindrisku vai plakanu izstrādājumu rūdīšanai. Ar nepārtrauktu secīgu rūdīšanu detaļa var pārvietoties zem induktora vai arī saglabāt savu pozīciju nemainīgu.
Apstrādājamo detaļu tangenciālā rūdīšana: lieliski piemērota mazu detaļu apstrādei, kam ir cilindriska forma. Tangenciāla nepārtraukta-secīga rūdīšana produktu ritina vienu reizi visa termiskās apstrādes procesa laikā.
HDTV rūdīšanas iekārta ir iekārta, kas spēj kvalitatīvi sacietēt produktu un vienlaikus ietaupa ražošanas resursus.

Pēc vienošanās ir iespējama metāla un tērauda detaļu termiskā apstrāde un rūdīšana, kuru izmēri ir lielāki par šajā tabulā norādītajiem.

Metālu un sakausējumu termiskā apstrāde (tērauda termiskā apstrāde) Maskavā ir pakalpojums, ko mūsu rūpnīca sniedz saviem klientiem. Mums ir viss nepieciešamais aprīkojums, aiz kura strādā kvalificēti speciālisti. Visus pasūtījumus izpildām kvalitatīvi un laikā. Pieņemam un izpildām arī tēraudu un HDTV termiskās apstrādes pasūtījumus, kas pie mums nāk no citiem Krievijas reģioniem.

Galvenie tērauda termiskās apstrādes veidi

Pirmā veida atkausēšana:

Pirmā veida difūzijas atkvēlināšana (homogenizācija) - ātra uzsildīšana līdz t 1423 K, ilga ekspozīcija un sekojoša lēna dzesēšana. Materiāla ķīmiskās neviendabīguma izlīdzināšana lielas formas lējumos no leģētā tērauda

Pirmā veida pārkristalizācijas atkvēlināšana - karsēšana līdz 873-973 K temperatūrai, ilgstoša iedarbība un sekojoša lēna dzesēšana. Pēc aukstās deformācijas samazinās cietība un palielinās elastība (apstrāde notiek savstarpēji)

Pirmā veida rūdīšana, kas samazina spriegumu – karsēšana līdz 473–673 K temperatūrai un sekojoša lēna dzesēšana. Notiek atlikušo spriegumu noņemšana pēc liešanas, metināšanas, plastiskās deformācijas vai apstrādes.

Otrā veida atkausēšana:

Otrā veida rūdīšana ir pabeigta - karsēšana līdz temperatūrai virs Ac3 punkta par 20-30 K, turēšana un sekojoša dzesēšana. Hipoeutektoīdos un eitektoīdos tēraudos pirms sacietēšanas samazinās cietība, uzlabojas apstrādājamība, tiek novērsti iekšējie spriegumi (skatīt piezīmi pie tabulas)

II veida rūdīšana ir nepilnīga - karsēšana līdz temperatūrai starp punktiem Ac1 un Ac3, iedarbība un sekojoša dzesēšana. Hipereutektoīdā tēraudā pirms sacietēšanas samazinās cietība, uzlabojas apstrādājamība, tiek noņemti iekšējie spriegumi

Otrā veida izotermiska atkvēlināšana – karsēšana līdz 30–50 K temperatūrai virs Ac3 punkta (hipoeutektoīdajam tēraudam) vai virs Ac1 punkta (hipereutektoīdajam tēraudam), ekspozīcija un sekojoša pakāpeniska dzesēšana. Nelielu velmētu izstrādājumu vai kalumu, kas izgatavoti no leģēta un augsta oglekļa tērauda, paātrināta apstrāde, lai samazinātu cietību, uzlabotu apstrādājamību, mazinātu iekšējos spriegumus

Otrā veida sferoidizācijas atkvēlināšana - karsēšana līdz temperatūrai, kas pārsniedz Ac1 punktu par 10-25 K, noturēšana un sekojoša pakāpeniska dzesēšana. Ir vērojama cietības samazināšanās, apstrādājamības uzlabošanās, iekšējo spriegumu noņemšana instrumentu tēraudā pirms sacietēšanas, mazleģēta un vidēja oglekļa satura tēraudu elastības palielināšanās pirms aukstās deformācijas.

Otrā veida spilgta atkvēlināšana - karsēšana kontrolētā vidē līdz temperatūrai, kas pārsniedz Ac3 punktu par 20-30 K, iedarbība un sekojoša dzesēšana kontrolētā vidē. Rodas Tērauda virsmas aizsardzība pret oksidēšanu un dekarbonizāciju

Otrā veida atkvēlināšana Normalizācija (normalizācijas rūdīšana) - karsēšana līdz temperatūrai, kas pārsniedz Ac3 punktu par 30–50 K, ekspozīcija un sekojoša dzesēšana mierīgā gaisā. Notiek karsējamā tērauda struktūras korekcija, iekšējo spriegumu noņemšana no konstrukcijas tērauda daļām un to apstrādājamības uzlabošana, instrumenta rūdāmības dziļuma palielināšana. tērauds pirms sacietēšanas

Sacietēšana:

Pilnīga nepārtraukta sacietēšana – karsēšana līdz temperatūrai virs Ac3 punkta par 30-50 K, noturēšana un sekojoša ātra dzesēšana. Augstas cietības un nodilumizturības iegūšana (kombinācijā ar rūdīšanu) detaļām no hipoeutektoīdiem un eitektoīdiem tēraudiem

Nepilnīga sacietēšana - uzkarsēšana līdz temperatūrai starp punktiem Ac1 un Ac3, iedarbība un sekojoša ātra dzesēšana. Augstas cietības un nodilumizturības iegūšana (kombinācijā ar rūdīšanu) detaļām no hipereutektoīda tērauda

Intermitējoša sacietēšana — karsēšana līdz t virs Ac3 punkta par 30–50 K (hipereutektoīdiem un eitektoīdiem tēraudiem) vai starp Ac1 un Ac3 punktiem (hipereutektoīdajam tēraudam), iedarbība un sekojoša dzesēšana ūdenī un pēc tam eļļā. Detaļās, kas izgatavotas no instrumentu tērauda ar augstu oglekļa saturu, samazinās atlikušie spriegumi un deformācijas

Izotermiskā sacietēšana - karsēšana līdz temperatūrai virs Ac3 punkta par 30-50 K, turēšana un sekojoša dzesēšana izkausētajos sāļos un pēc tam gaisā. No leģēta instrumentu tērauda izgatavotu detaļu minimālas deformācijas (izkropļošanās) iegūšana, elastības, izturības robežas un lieces pretestības palielināšana

Pakāpju rūdīšana - Tas pats (no izotermiskās cietēšanas atšķiras ar īsāku laiku, kas pavadīts dzesēšanas vidē). Spriegumu, deformāciju samazināšana un plaisāšanas novēršana nelielos instrumentos, kas izgatavoti no oglekļa instrumentu tērauda, kā arī lielākiem instrumentiem, kas izgatavoti no leģēta instrumenta un ātrgaitas tērauda

Virsmas sacietēšana - izstrādājuma virsmas slāņa sildīšana ar elektrisko strāvu vai gāzes liesmu līdz sacietēšanai t, kam seko sakarsētā slāņa strauja atdzesēšana. Notiek virsmas cietības palielināšanās līdz noteiktam dziļumam, nodilumizturība un palielināta mašīnu detaļu un instrumentu izturība

Rūdīšana ar pašrūdīšanu - Uzsildīšana līdz temperatūrai virs Ac3 punkta par 30-50 K, noturēšana un sekojoša nepilnīga dzesēšana. Detaļas iekšpusē saglabātais siltums nodrošina sacietējušā ārējā slāņa atlaidināšanu

Cietināšana ar aukstuma apstrādi - dziļa dzesēšana pēc sacietēšanas līdz 253-193 K temperatūrai. Augsti leģētā tērauda detaļu cietība palielinās un iegūst stabilus izmērus.

Rūdīšana ar dzesēšanu - Apsildāmās daļas kādu laiku atdzesē gaisā, pirms tiek iegremdētas dzesēšanas vidē vai tiek turētas termostatā ar samazinātu t. Tiek samazināts tērauda termiskās apstrādes cikls (parasti tiek izmantots pēc karburizācijas).

Viegla sacietēšana - karsēšana kontrolētā vidē līdz temperatūrai virs Ac3 punkta par 20-30 K, iedarbība un sekojoša dzesēšana kontrolētā vidē. Aizsardzība pret oksidēšanu un atkarbēšanu sarežģītām veidņu, presformu un armatūras daļām, kas nav pakļautas slīpēšanai

Atvaļinājums zems — sildīšana temperatūras diapazonā 423-523 K un sekojoša paātrināta dzesēšana. Notiek iekšējo spriegumu noņemšana un griešanas un mērīšanas instrumentu trausluma samazināšanās pēc virsmas sacietēšanas; karburētām daļām pēc sacietēšanas

Brīvdienu vide - Apkure diapazonā t = 623-773 K un sekojoša lēna vai paātrināta dzesēšana. Ir palielināta atsperu, atsperu un citu elastīgo elementu elastības robeža

Brīvdienu maksimums - Apkure temperatūras diapazonā no 773-953 K un sekojoša lēna vai ātra dzesēšana. No strukturālā tērauda izgatavotu detaļu augstas elastības nodrošināšana, kā likums, ar termisko uzlabojumu

Termiskā uzlabošana - rūdīšana un sekojoša augsta rūdīšana. Notiek pilnīga atlikušo spriegumu noņemšana. Augstas izturības un elastības kombinācijas nodrošināšana konstrukciju tērauda detaļu galīgajā termiskajā apstrādē, kas darbojas trieciena un vibrācijas slodzē

Termomehāniskā apstrāde - Karsēšana, ātra dzesēšana līdz 673-773 K, daudzkārtēja plastiskā deformācija, sacietēšana un rūdīšana. Ir noteikums velmētiem izstrādājumiem un vienkāršas formas daļām, kas nav pakļautas metināšanai, palielināta izturība salīdzinājumā ar stiprību, kas iegūta ar parasto termisko apstrādi.

Novecošana – karsēšana un ilgstoša paaugstinātas temperatūras iedarbība. Daļas un instrumenti ir stabilizēti pēc izmēriem

Karburizācija - vieglā tērauda virsmas slāņa piesātināšana ar oglekli (karburizācija). Pavada sekojoša rūdīšana ar zemu rūdīšanu. Cementētā slāņa dziļums ir 0,5-2 mm. Piešķirts produktam ar augstu virsmas cietību ar viskozas kodola saglabāšanu. Karburizāciju veic oglekļa vai leģētiem tēraudiem ar oglekļa saturu: maziem un vidējiem izstrādājumiem 0,08-0,15%, lielākiem 0,15-0,5%. Zobu riteņi, virzuļu tapas u.c. ir karburizēti.

Cianēšana - Tērauda izstrādājumu termoķīmiskā apstrāde cianīda sāļu šķīdumā pie temperatūras 820. Tērauda virsmas slānis ir piesātināts ar oglekli un slāpekli (0,15-0,3 mm slānis). Šādiem izstrādājumiem ir raksturīga augsta nodilumizturība un izturība pret triecienslodzēm.

Nitrēšana (nitrīdēšana) - Tērauda izstrādājumu virsmas slāņa piesātināšana ar slāpekli līdz 0,2-0,3 mm dziļumam. Rodas Piešķirot augstu virsmas cietību, paaugstinātu izturību pret nodilumu un koroziju. Mērinstrumenti, zobrati, vārpstas kakliņi utt. tiek pakļauti nitrēšanai.

Aukstā apstrāde - Atdzesēšana pēc sacietēšanas līdz temperatūrai zem nulles. Rūdīto tēraudu iekšējā struktūrā ir izmaiņas. To izmanto instrumentu tēraudiem, rūdītiem izstrādājumiem, dažiem īpaši leģētiem tēraudiem.

METĀLU TERMISKĀ APSTRĀDE (HEAT TREATMENT), noteikts sildīšanas un dzesēšanas laika cikls, kurā metāli tiek pakļauti to fizikālo īpašību izmaiņām. Termiskā apstrāde šī termina parastajā nozīmē tiek veikta temperatūrā, kas zemāka par kušanas temperatūru. Kausēšanas un liešanas procesi, kas būtiski ietekmē metāla īpašības, šajā koncepcijā nav iekļauti. Termiskās apstrādes izraisītās fizikālo īpašību izmaiņas ir saistītas ar iekšējās struktūras un ķīmisko attiecību izmaiņām, kas notiek cietajā materiālā. Termiskās apstrādes cikli ir dažādas karsēšanas, noturēšanas noteiktā temperatūrā un ātras vai lēnas dzesēšanas kombinācijas, kas atbilst strukturālajām un ķīmiskajām izmaiņām, kas nepieciešamas, lai to izraisītu.

Metālu graudu struktūra. Jebkurš metāls parasti sastāv no daudziem kristāliem (sauktiem par graudiem), kas saskaras viens ar otru, parasti ir mikroskopiska izmēra, bet dažreiz ir redzami ar neapbruņotu aci. Katra grauda iekšpusē atomi ir sakārtoti tā, ka tie veido regulāru trīsdimensiju ģeometrisku režģi. Režģa veids, ko sauc par kristāla struktūru, ir materiāla īpašība, un to var noteikt ar rentgenstaru difrakcijas analīzi. Pareizs atomu izvietojums tiek saglabāts visā graudā, izņemot nelielus traucējumus, piemēram, atsevišķas režģu vietas, kas nejauši izrādās brīvas. Visiem graudiem ir vienāda kristāla struktūra, bet, kā likums, tie ir atšķirīgi orientēti telpā. Tāpēc uz divu graudu robežas atomi vienmēr ir mazāk sakārtoti nekā to iekšienē. Tas jo īpaši izskaidro faktu, ka graudu robežas ir vieglāk kodināt ar ķīmiskiem reaģentiem. Uz pulētas plakanas metāla virsmas, kas apstrādāta ar piemērotu kodinātāju, parasti atklājas skaidrs graudu robežu raksts. Materiāla fizikālās īpašības nosaka atsevišķu graudu īpašības, to savstarpējā mijiedarbība un graudu robežu īpašības. Metāla materiāla īpašības ir ļoti atkarīgas no graudu izmēra, formas un orientācijas, un termiskās apstrādes mērķis ir kontrolēt šos faktorus.

Atomu procesi termiskās apstrādes laikā. Paaugstinoties cietā kristāliskā materiāla temperatūrai, tā atomiem kļūst vieglāk pārvietoties no vienas kristāliskā režģa vietas uz citu. Termiskās apstrādes pamatā ir šī atomu difūzija. Visefektīvāko mehānismu atomu kustībai kristāla režģī var iedomāties kā brīvo režģa vietu kustību, kuras vienmēr atrodas jebkurā kristālā. Paaugstinātā temperatūrā, palielinoties difūzijas ātrumam, tiek paātrināts vielas nelīdzsvarotās struktūras pārejas process līdzsvara struktūrā. Temperatūra, pie kuras difūzijas ātrums ievērojami palielinās, dažādiem metāliem nav vienāda. Parasti tas ir augstāks metāliem ar augstu kušanas temperatūru. Volframā, kura kušanas temperatūra ir 3387 C, pārkristalizācija nenotiek pat sarkanā karstumā, savukārt alumīnija sakausējumu, kas kūst zemā temperatūrā, termisko apstrādi dažos gadījumos var veikt istabas temperatūrā.

Daudzos gadījumos termiskā apstrāde ietver ļoti ātru dzesēšanu, ko sauc par dzēšanu, lai saglabātu paaugstinātā temperatūrā izveidoto struktūru. Lai gan, stingri ņemot, šādu struktūru nevar uzskatīt par termodinamiski stabilu istabas temperatūrā, praksē tā ir diezgan stabila zemā difūzijas ātruma dēļ. Ļoti daudziem noderīgiem sakausējumiem ir līdzīga "metastabila" struktūra.

Termiskās apstrādes izraisītās izmaiņas var būt divu veidu. Pirmkārt, gan tīros metālos, gan sakausējumos ir iespējamas izmaiņas, kas ietekmē tikai fizisko struktūru. Tās var būt izmaiņas materiāla sprieguma stāvoklī, tā kristāla graudu izmēra, formas, kristāla struktūras un orientācijas izmaiņas. Otrkārt, var mainīties arī metāla ķīmiskā struktūra. To var izteikt kompozīcijas neviendabīgumu izlīdzināšanā un citas fāzes nogulšņu veidošanās mijiedarbībā ar apkārtējo atmosfēru, kas radītas, lai attīrītu metālu vai piešķirtu tam vēlamās virsmas īpašības. Abu veidu izmaiņas var notikt vienlaikus.

Noņemt stresu. Aukstā deformācija palielina vairuma metālu cietību un trauslumu. Dažkārt tāda "darba rūdīšanās" ir vēlama. Krāsainajiem metāliem un to sakausējumiem parasti tiek piešķirta zināma cietības pakāpe aukstā velmēšana. Vieglie tēraudi bieži tiek arī rūdīti ar aukstās formēšanas palīdzību. Augstoglekļa tēraudi, kas ir auksti velmēti vai auksti stiepti līdz paaugstinātai stiprībai, kas nepieciešama, piemēram, atsperu izgatavošanai, parasti tiek pakļauti spriedzi mazinošai atlaidināšanai, karsējot līdz salīdzinoši zemai temperatūrai, pie kuras materiāls saglabājas gandrīz tikpat. ciets kā iepriekš, bet tajā pazūd.iekšējo spriegumu sadalījuma neviendabīgums. Tas samazina tieksmi plaisāt, īpaši korozīvā vidē. Šāds spriedzes mazinājums, kā likums, rodas materiāla lokālas plastmasas plūsmas dēļ, kas neizraisa izmaiņas kopējā struktūrā.

Pārkristalizācija. Izmantojot dažādas metāla formēšanas metodes, bieži vien ir nepieciešams ievērojami mainīt sagataves formu. Ja formēšana jāveic aukstā stāvoklī (ko bieži nosaka praktiski apsvērumi), tad process ir jāsadala vairākos posmos, starp kuriem veic pārkristalizāciju. Pēc pirmās deformācijas stadijas, kad materiāls ir nostiprināts tiktāl, ka turpmāka deformācija var izraisīt lūzumu, sagatavi uzkarsē līdz temperatūrai, kas pārsniedz spriedzes atlaidināšanas atlaidināšanas temperatūru, un ļauj tam pārkristalizēties. Pateicoties ātrai difūzijai šajā temperatūrā, atomu pārkārtošanās rezultātā veidojas pilnīgi jauna struktūra. Deformētā materiāla graudu struktūras iekšpusē sāk augt jauni graudi, kas laika gaitā to pilnībā aizstāj. Pirmkārt, mazi jauni graudi veidojas vietās, kur vecā struktūra ir visvairāk traucēta, proti, pie vecajām graudu robežām. Pēc tālākas atkausēšanas deformētās struktūras atomi pārkārtojas tā, ka arī kļūst par daļu no jaunajiem graudiem, kas aug un galu galā absorbē visu veco struktūru. Apstrādājamā detaļa saglabā savu iepriekšējo formu, bet tagad tā ir izgatavota no mīksta, nenospriegota materiāla, ko var pakļaut jaunam deformācijas ciklam. Šādu procesu var atkārtot vairākas reizes, ja to prasa noteikta deformācijas pakāpe.

Aukstā apstrāde ir deformācija pārāk zemā temperatūrā, lai veiktu pārkristalizāciju. Lielākajai daļai metālu istabas temperatūra atbilst šai definīcijai. Ja deformāciju veic pietiekami augstā temperatūrā, lai pārkristalizācijai būtu laiks sekot materiāla deformācijai, tad šādu apstrādi sauc par karstu. Kamēr temperatūra saglabājas pietiekami augsta, to var patvaļīgi deformēt. Metāla karsto stāvokli galvenokārt nosaka tas, cik tuvu tā temperatūra ir kušanas temperatūrai. Svina augstā kaļamība nozīmē, ka tas viegli pārkristalizējas, kas nozīmē, ka to var "karsti" apstrādāt istabas temperatūrā.

Tekstūras kontrole. Graudu fizikālās īpašības, vispārīgi runājot, dažādos virzienos nav vienādas, jo katrs grauds ir viens kristāls ar savu kristālisko struktūru. Metāla parauga īpašības ir visu graudu vidējās vērtības rezultāts. Nejaušas graudu orientācijas gadījumā vispārējās fizikālās īpašības visos virzienos ir vienādas. Savukārt, ja vairumam graudu dažas kristāla plaknes vai atomu rindas ir paralēlas, tad parauga īpašības kļūst "anizotropas", t.i., atkarīgas no virziena. Šajā gadījumā krūzītei, kas iegūta ar dziļu ekstrūzijas palīdzību no apaļas plāksnes, augšējā malā būs "mēles" vai "festoni", jo dažos virzienos materiāls tiek deformēts vieglāk nekā citos. Mehāniskajā veidošanā fizikālo īpašību anizotropija parasti nav vēlama. Bet transformatoru un citu ierīču magnētisko materiālu loksnēs ļoti vēlams, lai vieglās magnetizācijas virziens, ko monokristālos nosaka kristāla struktūra, visos graudos sakristu ar doto magnētiskās plūsmas virzienu. Tādējādi "vēlamā orientācija" (tekstūra) var būt vai nav vēlama atkarībā no materiāla mērķa. Vispārīgi runājot, materiālam pārkristalizējoties, mainās tā vēlamā orientācija. Šīs orientācijas raksturs ir atkarīgs no materiāla sastāva un tīrības, no aukstās deformācijas veida un pakāpes, kā arī no atkausēšanas ilguma un temperatūras.

Graudu izmēra kontrole. Metāla parauga fizikālās īpašības lielā mērā nosaka vidējais graudu izmērs. Labākās mehāniskās īpašības gandrīz vienmēr atbilst smalkgraudanai struktūrai. Graudu izmēra samazināšana bieži vien ir viens no termiskās apstrādes (kā arī kausēšanas un liešanas) mērķiem. Paaugstinoties temperatūrai, difūzija paātrinās, un tāpēc vidējais graudu izmērs palielinās. Graudu robežas mainās tā, ka lielāki graudi izaug uz mazāko rēķina, kas galu galā izzūd. Tāpēc pēdējos karstās apstrādes procesus parasti veic pēc iespējas zemākā temperatūrā, lai graudu izmēri būtu pēc iespējas mazāki. Karstā apstrāde zemā temperatūrā bieži tiek veikta apzināti, galvenokārt, lai samazinātu graudu izmēru, lai gan tādu pašu rezultātu var sasniegt ar aukstu apstrādi, kam seko pārkristalizācija.

Homogenizācija. Iepriekš minētie procesi notiek gan tīros metālos, gan sakausējumos. Bet ir vairāki citi procesi, kas ir iespējami tikai metāliskajos materiālos, kas satur divas vai vairākas sastāvdaļas. Tātad, piemēram, sakausējuma liešanā gandrīz noteikti būs neviendabīgums ķīmiskajā sastāvā, ko nosaka nevienmērīgs sacietēšanas process. Cietošā sakausējuma cietās fāzes sastāvs, kas veidojas katrā dotajā brīdī, nav tāds pats kā šķidrajā fāzē, kas ir līdzsvarā ar to. Līdz ar to cietās vielas sastāvs, kas parādījās sākotnējā sacietēšanas brīdī, būs citāds nekā cietēšanas beigās, un tas noved pie kompozīcijas telpiskas neviendabīguma mikroskopiskā mērogā. Šāda neviendabība tiek novērsta ar vienkāršu karsēšanu, īpaši kombinācijā ar mehānisku deformāciju.

Tīrīšana. Lai gan metāla tīrību galvenokārt nosaka kausēšanas un liešanas apstākļi, metāla attīrīšanu bieži panāk ar cietvielu termisko apstrādi. Metāla sastāvā esošie piemaisījumi reaģē uz tā virsmas ar atmosfēru, kurā tas tiek uzkarsēts; tādējādi ūdeņraža vai cita reducētāja atmosfēra var pārvērst ievērojamu daļu oksīdu tīrā metālā. Šādas tīrīšanas dziļums ir atkarīgs no piemaisījumu spējas izkliedēties no tilpuma uz virsmu, un tāpēc to nosaka termiskās apstrādes ilgums un temperatūra.

Sekundāro fāžu atdalīšana. Lielākā daļa sakausējumu termiskās apstrādes režīmu ir balstīti uz vienu svarīgu efektu. Tas ir saistīts ar faktu, ka sakausējuma komponentu šķīdība cietā stāvoklī ir atkarīga no temperatūras. Atšķirībā no tīra metāla, kurā visi atomi ir vienādi, divkomponentu, piemēram, cietā šķīdumā, ir divu dažādu veidu atomi, kas nejauši sadalīti pa kristāla režģa mezgliem. Ja palielināsit otrās klases atomu skaitu, jūs varat sasniegt stāvokli, kurā tie nevar vienkārši aizstāt pirmās klases atomus. Ja otrā komponenta daudzums pārsniedz šo šķīdības robežu cietā stāvoklī, sakausējuma līdzsvara struktūrā parādās otrās fāzes ieslēgumi, kas pēc sastāva un struktūras atšķiras no sākotnējiem graudiem un parasti ir izkaisīti starp tiem formā. atsevišķām daļiņām. Šādas otrās fāzes daļiņas var spēcīgi ietekmēt materiāla fizikālās īpašības atkarībā no to izmēra, formas un sadalījuma. Šos faktorus var mainīt ar termisko apstrādi (termisko apstrādi).

Termiskā apstrāde - no metāliem un sakausējumiem izgatavotu izstrādājumu apstrādes process ar termisko iedarbību, lai mainītu to struktūru un īpašības noteiktā virzienā. Šo efektu var apvienot arī ar ķīmisko, deformācijas, magnētisko u.c.

Termiskās apstrādes vēsture.
Cilvēks metālu termisko apstrādi izmantojis kopš seniem laikiem. Vēl eneolīta laikmetā, izmantojot vietējā zelta un vara auksto kalšanu, pirmatnējais cilvēks saskārās ar darba rūdīšanas fenomenu, kas apgrūtināja izstrādājumu izgatavošanu ar plāniem asmeņiem un asiem galiem, un, lai atjaunotu plastiskumu, kalējam bija jākarsē. pavardā auksti kalts varš. Agrākās liecības par rūdīta metāla mīkstināšanas atkausēšanas izmantošanu ir datētas ar 5. tūkstošgades beigām pirms mūsu ēras. e. Šāda atkausēšana bija pirmā metālu termiskās apstrādes operācija tās parādīšanās brīdī. Ražojot ieročus un instrumentus no dzelzs, kas iegūts, izmantojot siera pūšanas procesu, kalējs ogles krāsnī karsēja dzelzs sagatavi karstai kalšanai. Tajā pašā laikā dzelzs tika karburizēts, tas ir, notika cementēšana, viena no ķīmiskās un termiskās apstrādes metodēm. Atdzesējot ūdenī kaltu izstrādājumu, kas izgatavots no karburizētas dzelzs, kalējs atklāja tā cietības strauju palielināšanos un citu īpašību uzlabošanos. Karburizētās dzelzs cietināšana ūdenī tika izmantota no 2. gadu beigām līdz 1. tūkstošgades sākumam pirms mūsu ēras. e. Homēra "Odisejā" (8-7 gs. p.m.ē.) ir šādas rindas: "Kā kalējs iegremdē karstu cirvi vai cirvi aukstā ūdenī, un dzelzs šņāc stiprāk par dzelzi, sacietējot ugunī. un ūdens." 5. gs. BC e. etruski rūdīja spoguļus, kas izgatavoti no bronzas ar augstu alvas saturu ūdenī (visticamāk, tie uzlabos spīdumu pēc pulēšanas). Dzelzs cementēšana oglēs vai organiskās vielās, tērauda rūdīšana un rūdīšana viduslaikos tika plaši izmantota nažu, zobenu, vīļu un citu instrumentu ražošanā. Nezinot metāla iekšējo pārvērtību būtību, viduslaiku amatnieki augstu īpašību iegūšanu metālu termiskās apstrādes laikā bieži attiecināja uz pārdabisku spēku izpausmēm. Līdz 19. gadsimta vidum. cilvēka zināšanas par metālu termisko apstrādi bija recepšu krājums, kas izstrādāts, pamatojoties uz gadsimtiem ilgo pieredzi. Tehnoloģiju attīstības vajadzības un galvenokārt tērauda lielgabalu ražošanas attīstība noveda pie metālu termiskās apstrādes pārveides no mākslas uz zinātni. 19. gadsimta vidū, kad armija centās nomainīt bronzas un čuguna lielgabalus ar jaudīgākiem tērauda lielgabaliem, liela un garantēta spēka lielgabalu stobru izgatavošanas problēma bija ārkārtīgi aktuāla. Neskatoties uz to, ka metalurgi zināja tērauda kausēšanas un liešanas receptes, ieroču stobri ļoti bieži plīsa bez redzama iemesla. D.K.Černovs Obuhovas tērauda rūpnīcā Sanktpēterburgā, mikroskopā pētot no pistoles stobriem sagatavotus iegravētus griezumus un zem palielināmā stikla novērojot lūzumu struktūru plīsuma vietā, secināja, ka tērauds ir stiprāks, jo smalkāka ir tā struktūra. 1868. gadā Černovs atklāja iekšējās strukturālās transformācijas dzesēšanas tēraudā, kas notiek noteiktā temperatūrā. kurus viņš nosauca par kritiskajiem punktiem a un b. Ja tērauds tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kas zemāka par punktu a, tad to nevar sacietēt, un, lai iegūtu smalkgraudainu struktūru, tērauds jāuzsilda līdz temperatūrai virs punkta b. Černova strukturālo transformāciju kritisko punktu atklājums tēraudā ļāva zinātniski pamatot termiskās apstrādes režīma izvēli, lai iegūtu tērauda izstrādājumiem nepieciešamās īpašības.

1906. gadā A. Vilms (Vācija), izmantojot viņa izgudroto duralumīnu, atklāja novecošanu pēc rūdīšanas (skat. Metālu novecošana), kas ir vissvarīgākā metode sakausējumu sacietēšanai uz dažādu bāzu (alumīnija, vara, niķeļa, dzelzs u.c.) bāzes. . 30. gados. 20. gadsimts parādījās novecojošu vara sakausējumu termomehāniskā apstrāde, bet 20. gadsimta 50. gados - tēraudu termomehāniskā apstrāde, kas ļāva būtiski palielināt izstrādājumu izturību. Kombinētie termiskās apstrādes veidi ietver termomagnētisko apstrādi, kas ļauj produktu dzesēšanas rezultātā magnētiskajā laukā uzlabot dažas to magnētiskās īpašības.

Daudzi pētījumi par metālu un sakausējumu struktūras un īpašību izmaiņām termiskās iedarbības rezultātā ir radījuši saskaņotu metālu termiskās apstrādes teoriju.

Termiskās apstrādes veidu klasifikācija balstās uz to, kāda veida strukturālās izmaiņas metālā notiek termiskās iedarbības laikā. Metālu termiskā apstrāde tiek iedalīta pašā termiskajā apstrādē, kas sastāv tikai no termiskās iedarbības uz metālu, ķīmiski termiskā apstrādē, kas apvieno termisko un ķīmisko iedarbību, un termomehāniskajā, kas apvieno termiskos efektus un plastisko deformāciju. Faktiski termiskā apstrāde ietver šādus veidus: 1. veida atkausēšana, 2. veida atkausēšana, rūdīšana bez polimorfās transformācijas un ar polimorfo transformāciju, novecošana un rūdīšana.

Nitrēšana ir metāla detaļu virsmas piesātināšana ar slāpekli, lai palielinātu cietību, nodilumizturību, noguruma robežu un izturību pret koroziju. Nitrēšana tiek izmantota tēraudam, titānam, dažiem sakausējumiem, visbiežāk leģētiem tēraudiem, īpaši hromam-alumīnijam, kā arī tēraudam, kas satur vanādiju un molibdēnu.
Tērauda nitrēšana notiek pie t 500 650 C amonjakā. Virs 400 C sākas amonjaka disociācija atbilstoši reakcijai NH3 ’ 3H + N. Iegūtais atomu slāpeklis difundē metālā, veidojot slāpekļa fāzes. Nitridēšanas temperatūrā zem 591 C nitridētais slānis sastāv no trim fāzēm (att.): µ Fe2N nitrīds, ³ "Fe4N nitrīds, ± slāpekļa ferīts, kas istabas temperatūrā satur apmēram 0,01% slāpekļa. Nitridēšanas temperatūrā 600 650 C vairāk un ³-fāze, kas lēnas dzesēšanas rezultātā 591 C temperatūrā sadalās eitektoīdā ± + ³ 1. Nitrētā slāņa cietība palielinās līdz HV = 1200 (atbilst 12 Gn / m2) un tiek saglabāta atkārtota karsēšana līdz 500 600 C, kas nodrošina augstu detaļu nodilumizturību paaugstinātā temperatūrā Nitrēšanas tēraudi ir ievērojami pārāki ar nodilumizturību par rūdītiem un rūdītiem tēraudiem Nitrēšana ir ilgs process, nepieciešams 20-50 stundas, lai iegūtu slāni 0,2- 0,4 mm biezums Temperatūras paaugstināšana paātrina procesu, bet samazina slāņa cietību Lai aizsargātu vietas, kas nav pakļautas nitrēšanai, tiek izmantota alvošana (konstrukciju tēraudiem) un niķelēšana (nerūsējošajiem un karstumizturīgajiem tēraudiem). Karstumizturīgo tēraudu nitridējošā slāņa elastība dažreiz tiek veikta amonjaka un slāpekļa maisījumā.
Titāna sakausējumu nitrēšana tiek veikta 850 950 C temperatūrā augstas tīrības slāpeklī (nitrīdēšana amonjakā netiek izmantota, jo palielinās metāla trauslums).

Nitrīdēšanas laikā veidojas augšējais plāns nitrīda slānis un ciets slāpekļa šķīdums ±-titānā. Slāņa dziļums 30 stundas 0,08 mm ar virsmas cietību HV = 800 850 (atbilst 8 8,5 H/m2). Dažu leģējošu elementu (Al līdz 3%, Zr 3 5% u.c.) ievadīšana sakausējumā palielina slāpekļa difūzijas ātrumu, palielinot nitrīdētā slāņa dziļumu, un hroms samazina difūzijas ātrumu. Titāna sakausējumu nitridēšana retinātā slāpeklī ļauj iegūt dziļāku slāni bez trauslās nitrīda zonas.
Nitrēšana tiek plaši izmantota rūpniecībā, tai skaitā detaļām, kas darbojas temperatūrā līdz 500-600 C (cilindru uzlikas, kloķvārpstas, zobrati, spoļu pāri, degvielas iekārtu daļas u.c.).
Lit .: Minkevičs A.N., Metālu un sakausējumu ķīmiskā un termiskā apstrāde, 2. izdevums, M., 1965: Gulyaev A.P. Metallurgy, 4. izdevums, M., 1966.

Pirmo reizi detaļu sacietēšanu, izmantojot indukcijas sildīšanu, ierosināja V.P. Volodins. Tas bija gandrīz pirms gadsimta – 1923. gadā. Un 1935. gadā šāda veida termisko apstrādi sāka izmantot tērauda rūdīšanai. Mūsdienās ir grūti pārvērtēt rūdīšanas popularitāti - to aktīvi izmanto gandrīz visās inženierzinātņu nozarēs, un arī HDTV rūdīšanas instalācijas ir ļoti pieprasītas.

Lai palielinātu cietinātā slāņa cietību un palielinātu stingrību tērauda daļas centrā, ir nepieciešams izmantot HDTV virsmas rūdīšanu. Šajā gadījumā detaļas augšējais slānis tiek uzkarsēts līdz sacietēšanas temperatūrai un pēkšņi atdzesēts. Ir svarīgi, lai detaļas serdes īpašības paliktu nemainīgas. Tā kā detaļas centrs saglabā savu stingrību, pati daļa kļūst stiprāka.

Ar augstfrekvences rūdīšanas palīdzību iespējams nostiprināt leģētās daļas iekšējo slāni, to izmanto vidēja oglekļa satura tēraudiem (0,4-0,45% C).

HDTV sacietēšanas priekšrocības:

Ar indukcijas apkuri tiek mainīta tikai vēlamā daļas daļa, šī metode ir ekonomiskāka nekā parastā apkure. Turklāt HDTV sacietēšana aizņem mazāk laika;
Ar augstfrekvences tērauda rūdīšanu ir iespējams izvairīties no plaisu parādīšanās, kā arī samazināt deformācijas defektu risku;
HDTV sildīšanas laikā nenotiek oglekļa izdegšana un katlakmens veidošanās;
Nepieciešamības gadījumā iespējamas izmaiņas sacietējušā slāņa dziļumā;
Izmantojot HDTV rūdīšanu, iespējams uzlabot tērauda mehāniskās īpašības;
Izmantojot indukcijas sildīšanu, ir iespējams izvairīties no deformāciju parādīšanās;
Visa apkures procesa automatizācija un mehanizācija ir augstā līmenī.

Tomēr HDTV sacietēšanai ir arī trūkumi. Tāpēc ir ļoti problemātiski apstrādāt dažas sarežģītas detaļas, un dažos gadījumos indukcijas apkure ir pilnīgi nepieņemama.

HDTV tērauda rūdīšana - šķirnes:

Stacionāra HDTV sacietēšana. To izmanto nelielu plakanu detaļu (virsmu) sacietēšanai. Šajā gadījumā sagataves un sildītāja stāvoklis tiek pastāvīgi uzturēts.

Nepārtraukta secīga HDTV sacietēšana. Veicot šāda veida rūdīšanu, daļa vai nu pārvietojas zem sildītāja, vai paliek savā vietā. Pēdējā gadījumā pats sildītājs pārvietojas daļas virzienā. Šāda augstfrekvences rūdīšana ir piemērota plakanu un cilindrisku detaļu, virsmu apstrādei.

Tangenciāla nepārtraukta secīga HDTV sacietēšana. To izmanto, sildot tikai nelielas cilindriskas daļas, kas ritina vienu reizi.

Vai vēlaties iegādāties kvalitatīvu rūdīšanas aprīkojumu? Pēc tam sazinieties ar pētniecības un ražošanas uzņēmumu "Ambit". Mēs garantējam, ka katra mūsu ražotā HDTV cietināšanas iekārta ir uzticama un augsto tehnoloģiju.

Dažādu griezēju indukcijas karsēšana pirms lodēšanas, sacietēšanas,
indukcijas sildīšanas iekārta IHM 15-8-50

Indukcijas lodēšana, zāģa asmeņu rūdīšana (remonts),
indukcijas sildīšanas iekārta IHM 15-8-50

Dažādu frēžu indukcijas karsēšana pirms lodēšanas, rūdīšanas

Augstas frekvences strāvas spēj ideāli tikt galā ar dažādiem metālu termiskās apstrādes procesiem. HDTV uzstādīšana lieliski piemērots sacietēšanai. Līdz šim nav neviena aprīkojuma, kas ar vienlīdzīgiem nosacījumiem varētu konkurēt ar indukcijas apkuri. Ražotāji arvien lielāku uzmanību sāka pievērst indukcijas iekārtām, iegādājoties tās izstrādājumu apstrādei un metāla kausēšanai.

Kāda ir laba HDTV instalācija sacietēšanai

HDTV iekārta ir unikāla iekārta, kas spēj kvalitatīvi apstrādāt metālu īsā laika periodā. Katras funkcijas veikšanai jāizvēlas konkrēta instalācija, piemēram, rūdīšanai vislabāk ir iegādāties gatavu HDTV rūdīšanas kompleksu, kurā viss jau ir paredzēts ērtai rūdīšanai.
HDTV instalācijai ir plašs priekšrocību saraksts, taču mēs neapskatīsim visu, bet koncentrēsimies uz tiem, kas ir īpaši piemēroti HDTV rūdīšanai.

HDTV instalācija uzsilst īsā laika periodā, sākot ātri apstrādāt metālu. Izmantojot indukcijas apkuri, nav nepieciešams tērēt papildu laiku starpsildīšanai, jo iekārta nekavējoties sāk apstrādāt metālu.
Indukcijas karsēšanai nav nepieciešami papildu tehniskie līdzekļi, piemēram, dzesēšanas eļļas izmantošana. Prece ir kvalitatīva, un ražošanas defektu skaits ir ievērojami samazināts.
HDTV instalācija ir pilnīgi droša uzņēmuma darbiniekiem, kā arī viegli lietojama. Nav nepieciešams nolīgt augsti kvalificētu personālu, lai darbinātu un programmētu iekārtu.
Augstas frekvences strāvas ļauj radīt dziļāku sacietēšanu, jo siltums elektromagnētiskā lauka ietekmē spēj iekļūt noteiktā dziļumā.

HDTV instalācijai ir milzīgs priekšrocību saraksts, kuras var uzskaitīt ilgu laiku. Izmantojot HDTV apkuri sacietēšanai, jūs ievērojami samazināsit enerģijas izmaksas, kā arī iegūsit iespēju paaugstināt uzņēmuma produktivitātes līmeni.

HDTV uzstādīšana - darbības princips sacietēšanai

HDTV uzstādīšana darbojas pēc indukcijas apkures principa. Par pamatu šim principam tika ņemti Džoula-Lenca un Faradeja-Maksvela likumi par elektroenerģijas pārveidi.
Ģenerators piegādā elektrisko enerģiju, kas iet caur induktors, pārvēršoties spēcīgā elektromagnētiskajā laukā. Izveidotā lauka virpuļstrāvas sāk darboties un, iekļūstot metālā, pārvēršas siltumenerģijā, sākot apstrādāt produktu.