Твч станок для закалки металла

Обновлено: 04.07.2024

Впервые закалку деталей с помощью индукционного нагрева предложил производить В.П. Володин. Было это почти век назад – в 1923 году. А в 1935 г. данный вид термической обработки стали использовать для закалки стали. Популярность закалки сегодня сложно переоценить – ее активно применяют практически во всех отраслях машиностроения, также очень востребованы и установки ТВЧ для закалки.

Для увеличения твердости закаленного слоя и повышения вязкости в центре стальной детали необходимо использовать поверхностную ТВЧ закалку. При этом происходит нагрев верхнего слоя детали до температуры закалки и резкое охлаждение. Важно, что свойства сердцевины детали остаются неизменными. Так как центр детали сохраняет вязкость, сама деталь становится более крепкой.

С помощью ТВЧ закалки удается упрочить внутренний слой легированной детали, ее применяют для среднеуглеродистых сталей (0,4-0,45% С).

Преимущества ТВЧ закалки:

При индукционном нагреве изменяется только нужная часть детали, данный способ экономичнее обычного нагрева. Кроме того, ТВЧ закалка занимает меньше времени;
При ТВЧ закалке стали удается избежать появления трещин, а также снизить риски брака по короблению;
Во время нагрева ТВЧ не происходит выгорание углерода и образование окалины;
При необходимости возможны изменения глубины закаленного слоя;
Используя ТВЧ закалку, удается повысить механические свойства стали;
При применении индукционного нагрева удается избежать появления деформаций;
Автоматизация и механизация всего процесса нагрева находится на высоком уровне.

Однако ТВЧ закалка имеет и недостатки. Так, некоторые сложные детали обрабатывать весьма проблематично, а в некоторых случаях индукционный нагрев и вовсе недопустим.

Закалка ТВЧ стали – разновидности:

Стационарная ТВЧ закалка. Она применяется для закалки небольших плоских деталей (поверхностей). При этом положение детали и нагревателя постоянно сохраняется.

Непрерывно-последовательная ТВЧ закалка. При осуществлении данного вида закалки деталь либо перемещается под нагревателем, либо остается на месте. В последнем случае нагреватель сам движется по направлению детали. Такая ТВЧ закалка подходит для обработки плоских и цилиндрических деталей, поверхностей.

Тангенциальная непрерывно-последовательная ТВЧ закалка. Ее применяют при нагреве исключительно небольших цилиндрических деталей, которые прокручиваются единожды.

Вы хотите приобрести качественное оборудование для закалки? Тогда обращайтесь в научно-производственную компанию «Амбит». Мы гарантируем, что каждая выпущенная нами установка ТВЧ для закалки – надежна и высокотехнологична.

АМБИТ – НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ

Компания «Амбит» создана для разработки оборудования с использованием технологии индукционного нагрева.

Специалисты компании имеют обширный опыт в разработке силовой электроники, автоматизации промышленных предприятий, механизации технологических процессов.

Мы рады предложить высокотехнологичное, качественное оборудование по конкурентным ценам, мощностью от 12 до 600кВт. Готовы разработать оборудование по Вашему техническому заданию.

Мы выпускаем установки индукционного нагрева с различными способами охлаждения:

с водяным охлаждением (применяются для ТВЧ пайки, ТВЧ закалки, нагрева перед ковкой, штамповкой);
с воздушным охлаждением (применяются для нагрева перед съемом посадкой сопряженных деталей, термообработкой сварных швов трубопровода, подогрева емкостей, трубопроводов)

Индукционный нагреватель
Установки индукционного нагрева комплектуются трансформаторно-согласовывающими устройствами позволяющими:

подключать многовитковые индукторы, для нагрева перед ковкой и штамповкой;
подключать одновитковые индукторы для пайки, поверхностной закалки, сканирующей закалки;
подключать индукторы воздушного охлаждения.

Установки индукционного нагрева комплектуются различными пультами управления, что позволяет подобрать необходимое количество функций для построения технологии нагрева и не переплачивать. Пульт управления может быть встроен в установку или удален от нее на необходимое расстояние. Реализована возможность подключения пульта внешнего управления, SCAD системы.

На базе установок индукционного нагрева серии IHM (ТВЧ установок) нами производятся специализированные комплексные решения:

Наше оборудование можно встретить на предприятиях России, стран СНГ, Латинской Америке, а также в США и странах ЕС.

ТВЧ УСТАНОВКИ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА | ТВЧ СТАНКИ | ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ | ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ | УСТАНОВКА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕШЛАМА

НПП «ЭЛСИТ»

Закалка ТВЧ готового металлического изделия производится с помшщью специального оборудования, способного нагревать изделие до больших температур за короткий промежуток времени. Для нагрева под закалку применяют: электропечи, индукционные установки, а в качестве охлаждающей жидкости используют воду, полимерные жидкости или техническое масло. Индукционный метод закалки является наиболее эффективным, экономным и позволяет производить процесс нагрева

изделия за короткий промежуток времени. Станок для закалки ТВЧ – это уникальное оборудование, позволяющее закреплять и вращать изделие во время проведения закалки и производить закалку в промышленных размерах.

Комплектация станка для закалки ТВЧ

Станок для закалки – это готовая установка, позволяющая производить закалку изделий различной формы и размеров. Как правило, закалочный станок состоит из следующих комплектующих:

Компенсирующие конденсаторы, применяемые для компенсации реактивной мощности установки.
Станция охлаждения, позволяющая обеспечить охлаждение преобразователя в установке, а также блока конденсаторов. Охлаждение установки ТВЧ производится проточной технической или дистиллированной водой.
Элементы крепления изделия и изоляции, а также разнообразные шино- и трубо- проводы.
Механизм, позволяющий перемещать рабочий стол, на котором находится деталь. Данная функция отлично подойдет для закалки шестерен, имеющих разный диаметр.
Механизм, позволяющий перемещать индуктор по оси обрабатываемого изделия.
Механизм, вращающий детали цилиндрической формы.
Пульт управления станком, который дает возможность контролировать все необходимые параметры и возможность регулирования и программирования установки.

Станок для закалки ТВЧ отлично подойдет предприятиям, выпускающим детали для бытовой техники, для машиностроения, для авиастроения и т.п.

Станок для закалки ТВЧ – применение

Закалка – это необходимый процесс тепловой обработки изделия, позволяющий повысить прочность детали и повысить некоторые физические характеристики металла. Применяют закалку в отношении деталей, которые будут постоянно подвержены нагрузкам и должны иметь высокий уровень износостойкости. Закалка позволяет укрепить верхний слой изделия и сделать его более устойчивым к механическим повреждениям, а центр остается нетронутым и вязким, именно так добиваются идеальной работы детали в будущем. Изделие, прошедшее закалку ТВЧ, становится не только более прочным, но и устойчивым к коррозии.
Применение ТВЧ станка для закалки позволяет добиться равномерного нагрева заготовки на необходимую глубину. Благодаря проникновению тепла вглубь металла закалочный процесс проходит быстро и качественно. Станок для закалки ТВЧ способен увеличить объемы производства на предприятии и дает возможность экономии некоторых ресурсов, например, убирает необходимость применения технических масел для закалки.

Поверхностная закалка ТВЧ

Закалка сталей токами высокой частоты (ТВЧ) — это один из распространенных методов поверхностной термической обработки, который позволяет повысить твердость поверхности заготовок. Применяется для деталей из углеродистых и конструкционных сталей или чугуна. Индукционная закалка ТВЧ являет собой один из самых экономичных и технологичных способов упрочнения. Она дает возможность закалить всю поверхность детали или отдельные ее элементы или зоны, которые испытывают основную нагрузку.

При этом под закаленной твердой наружной поверхностью заготовки остаются незакаленные вязкие слои металла. Такая структура уменьшает хрупкость, повышает стойкость и надежность всего изделия, а также снижает энергозатраты на нагрев всей детали.

Технология высокочастотной закалки

Поверхностная закалка ТВЧ — это процесс термообработки для повышения прочностных характеристик и твердости заготовки.

Основные этапы поверхностной закалки ТВЧ — индукционный нагрев до высокой температуры, выдержка при ней, затем быстрое охлаждение. Нагревание при закалке ТВЧ производят с помощью специальной индукционной установки. Охлаждение осуществляют в ванне с охлаждающей жидкостью (водой, маслом или эмульсией) либо разбрызгиванием ее на деталь из специальных душирующих установок.

Выбор температуры

Для правильного прохождения процесса закалки очень важен правильный подбор температуры, которая зависит от используемого материала.

Стали по содержанию углерода подразделяются на доэвтектоидные — меньше 0,8% и заэвтектоидные — больше 0,8%. Сталь с углеродом меньше 0,4% не закаливают из-за получаемой низкой твердости. Доэвтектоидные стали нагревают немного выше температуры фазового превращения перлита и феррита в аустенит. Это происходит в интервале 800—850°С. Затем заготовку быстро охлаждают. При резком остывании аустенит превращается в мартенсит, который обладает высокой твердостью и прочностью. Малое время выдержки позволяет получить мелкозернистый аустенит и мелкоигольчатый мартенсит, зерна не успевают вырасти и остаются маленькими. Такая структура стали обладает высокой твердостью и одновременно низкой хрупкостью.

Заэвтектоидные стали нагревают чуть ниже, чем доэвтектоидные, до температуры 750—800°С, то есть производят неполную закалку. Это связано с тем, что при нагреве до этой температуры кроме образования аустенита в расплаве металла остается нерастворенным небольшое количество цементита, обладающего твердостью высшей, чем у мартенсита. После резкого охлаждения аустенит превращается в мартенсит, а цементит остается в виде мелких включений. Также в этой зоне не успевший полностью раствориться углерод образует твердые карбиды.

В переходной зоне при закалке ТВЧ температура близка к переходной, образуется аустенит с остатками феррита. Но, так как переходная зона не остывает так быстро, как поверхность, а остывает медленно, как при нормализации. При этом в этой зоне происходит улучшение структуры, она становится мелкозернистой и равномерной.

Перегревание поверхности заготовки способствует росту кристаллов аустенита, что губительно сказывается на хрупкости. Недогрев не дает полностью феррито-перритной структуре перейти в аустенит, и могут образоваться незакаленные пятна.

После охлаждения на поверхности металла остаются высокие сжимающие напряжения, которые повышают эксплуатационные свойства детали. Внутренние напряжения между поверхностным слоем и серединой необходимо устранить. Это делается с помощью низкотемпературного отпуска — выдержкой при температуре около 200°С в печи. Чтобы избежать появления на поверхности микротрещин, нужно свести к минимуму время между закалкой и отпуском.

Также можно проводить так называемый самоотпуск — охлаждать деталь не полностью, а до температуры 200°С, при этом в ее сердцевине будет оставаться тепло. Дальше деталь должна остывать медленно. Так произойдет выравнивание внутренних напряжений.

Индукционная установка

Индукционная установка для термообработки ТВЧ представляет собой высокочастотный генератор и индуктор для закалки ТВЧ. Закаливаемая деталь может располагаться в индукторе или возле него. Индуктор изготовлен в виде катушки, на ней навита медная трубка. Он может иметь любую форму в зависимости от формы и размеров детали. При прохождении переменного тока через индуктор в нем появляется переменное электромагнитное поле, проходящее через деталь. Это электромагнитное поле вызывает возникновение в заготовке вихревых токов, известных как токи Фуко. Такие вихревые токи, проходя в слоях металла, нагревают его до высокой температуры.

Индукционный нагреватель ТВЧ

Отличительной чертой индукционного нагрева с помощью ТВЧ является прохождение вихревых токов на поверхности нагреваемой детали. Так нагревается только наружный слой металла, причем, чем выше частота тока, тем меньше глубина прогрева, и, соответственно, глубина закалки ТВЧ. Это дает возможность закалить только поверхность заготовки, оставив внутренний слой мягким и вязким во избежание излишней хрупкости. Причем можно регулировать глубину закаленного слоя, изменяя параметры тока.

Повышенная частота тока позволяет сконцентрировать большое количество тепла в малой зоне, что повышает скорость нагревания до нескольких сотен градусов в секунду. Такая высокая скорость нагрева передвигает фазовый переход в зону более высокой температуры. При этом твердость возрастает на 2—4 единицы, до 58—62 HRC, чего невозможно добиться при объемной закалке.

Для правильного протекания процесса закалки ТВЧ необходимо следить за тем, чтобы сохранялся одинаковый просвет между индуктором и заготовкой на всей поверхности закаливания, необходимо исключить взаимные прикосновения. Это обеспечивается при возможности вращением заготовки в центрах, что позволяет обеспечить равномерное нагревание, и, как следствие, одинаковую структуру и твердость поверхности закаленной заготовки.

Индуктор для закалки ТВЧ имеет несколько вариантов исполнения:

одно- или многовитковой кольцевой — для нагрева наружной или внутренней поверхности деталей в форме тел вращения — валов, колес или отверстий в них;
петлевой — для нагрева рабочей плоскости изделия, например, поверхности станины или рабочей кромки инструмента;
фасонный — для нагрева деталей сложной или неправильной формы, например, зубьев зубчатых колес.

В зависимости от формы, размеров и глубины слоя закаливания используют такие режимы закалки ТВЧ:

одновременная — нагревается сразу вся поверхность заготовки или определенная зона, затем также одновременно охлаждается;
непрерывно-последовательная — нагревается одна зона детали, затем при смещении индуктора или детали нагревается другая зона, в то время как предыдущая охлаждается.

Одновременный нагрев ТВЧ всей поверхности требует больших затрат мощности, поэтому его выгоднее использовать для закалки мелких деталей — валки, втулки, пальцы, а также элементов детали — отверстий, шеек и т.д. После нагревания деталь полностью опускают в бак с охлаждающей жидкостью или поливают струей воды.

Непрерывно-последовательная закалка ТВЧ позволяет закалять крупногабаритные детали, например, венцы зубчатых колес, так как при этом процессе происходит нагрев малой зоны детали, для чего нужна меньшая мощность генератора ТВЧ.

Охлаждение детали

Охлаждение — второй важный этап процесса закалки, от его скорости и равномерности зависит качество и твердость всей поверхности. Охлаждение происходит в баках с охлаждающей жидкостью или разбрызгиванием. Для качественной закалки необходимо поддерживать стабильную температуру охлаждающей жидкости, не допускать ее перегрева. Отверстия в спрейере должны быть одинакового диаметра и расположены равномерно, так достигается одинаковая структура металла на поверхности.

Чтобы индуктор не перегревался в процессе работы, по медной трубке постоянно циркулирует вода. Некоторые индукторы выполняются совмещенными с системой охлаждения заготовки. В трубке индуктора прорезаны отверстия, через которые холодная вода попадает на горячую деталь и остужает ее.

Закалка токами высокой частоты

Достоинства и недостатки

Закалка деталей с помощью ТВЧ обладает как достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести следующее:

После закалки ТВЧ у детали сохраняется мягкой середина, что существенно повышает ее сопротивление пластической деформации.
Экономичность процесса закалки деталей ТВЧ связана с тем, что нагревается только поверхность или зона, которую необходимо закалить, а не вся деталь.
При серийном производстве деталей необходимо настроить процесс и далее он будет автоматически повторяться, обеспечивая необходимое качество закалки.
Возможность точно рассчитать и регулировать глубину закаленного слоя.
Непрерывно-последовательный метод закалки позволяет использовать оборудование малой мощности.
Малое время нагрева и выдержки при высокой температуре способствует отсутствию окисления обезуглероживания верхнего слоя и образования окалины на поверхности детали.
Быстрый нагрев и охлаждение не дают большого коробления и поводок, что позволяет уменьшить припуск на чистовую обработку.

Но индукционные установки экономически целесообразно применять только при серийном производстве, а для единичного производства покупка или изготовление индуктора невыгодно. Для некоторых деталей сложной формы производство индукционной установки очень сложно или невозможно получить равномерность закаленного слоя. В таких случаях применяют другие виды поверхностных закалок, например, газопламенную или объемную закалку.

Закалочные комплексы

Станок для закалки деталей малого веса. В процессе закалки деталь перемещается относительно индуктора.

Станок закалочный HM 1000FL-XXX

Special Price Узнать цену

Станок для закалки преимущественно длинных валов; шестерен по впадине. Нижний центр расположен на уровне пола. Емкость для сбора жидкости накрыта решеткой, по которой оператор может передвигаться в процессе установки детали.

Станок закалочный HM 2000FL-XXX

Станок закалочный HM 3000FL-XXX

Станок закалочный HM 1000G3-XXX

Станок для закалки преимущественно крупных деталей: валов; втулок; шестерен по впадине; в том числе косозубых и шевронных. В случае закалки мелких деталей дополнительно устанавливается высокооборотистый центр для постановки и съема деталей вручную на удобной высоте.

Станок закалочный HM 2000G3-XXX

Станок закалочный HM 3000G3-XXX

Читайте также: