![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Индукционный и лазерный методы поверхностной закалки
Поверхностная закалка сталей Конструкционная прочность многих изделий зависит от структуры поверхностных слоев. Так для деталей, работающих в условиях истирания (валы, шестерни), срок службы зависит именно от прочности его поверхностных слоев. Поэтому повышению поверхностной прочности стали следует уделять особое внимание. Одним из методов упрочнения является поверхностная закалка. Имеется много способов поверхностной закалки. Основным из них можно считать индукционный, при котором нагрев деталей осуществляют токами высокой частоты (ТВЧ). Используют также различные виды лучевого нагрева - электроннолучевой, лазерный, световой. Существуют и менее эффективные, но более просто организуемые методы газопламенного нагрева и закалки. Суть всех упомянутых методов заключается в том, что используется поверхностный нагрев, обусловленный относительно малыми теплопроводностью и временем воздействия. Распределение температуры в поверхностном слое имеет вид, представленный на рис. 93. При электроннолучевом нагреве в большей степени нагреваются внутренние слои металла. Метод индукционной закалки, т.е. токами высокой частоты (ТВЧ) был разработан в СССР В.П.Вологдиным. При индукционной закалке скорость нагрева определяется интенсивностью подвода тепла. Глубина (l, мм) прогреваемого слоя определяется выражением
l = 5030
где r - удельное электросопротивление нагреваемого металла, Ом.м; m - магнитная проницаемость нагреваемого металла, Гс; f - частота тока, с-1.
Оптимальное сочетание прочностных и пластических свойств изделий диаметром d достигается, если глубина нагреваемого слоя составляет 0,15d. Практически набор размеров деталей лучше обеспечивается машинными генераторами, хотя управление ламповыми проще. Дело в том, что характерные частоты машинных генераторов составляют 500…15000 с-1.
Рис. 93. Распределение температур в поверхностном слое при различных способах поверхностной закалки: 1 - лазерная; 2 - индукционная; 3 - электроннолучевая
Эти частоты соответствуют вариациям глубин нагретого слоя от 10 до 2 мм. Такой набор толщин соответствует наиболее часто применяемому набору размеров деталей (от 13 до 65 мм). Время нагрева до температур закалки колеблется от 1 до 10 с. Закалка с использованием ТВЧ легко поддается автоматизации, и, кроме того, ей могут подвергаться именно те участки деталей, для которых закалка необходима. Поверхностную закалку легированных сталей следует проводить на более высоких частотах, так как прокаливаемость большинства таких сталей выше прокаливаемости простых углеродистых сталей. Здесь во многих случаях вместо поверхностной закалки получается сплошная, поэтому лучше использовать ламповые генераторы. Организация метода закалки ТВЧ характеризуется рядом затруднений. Так, при индукционном нагреве наблюдается окисление поверхности. Поэтому в зону нагрева целесообразно подавать защитные или инертные газы (азот или аргон). Лазерная закалка осуществляется в результате кратковременного (от десятых до миллионных долей секунды) нагрева изделия концентрированным потоком энергии лазерного луча и быстрого со скоростью от 103 до 106 0 К/с охлаждения. Для лазерной термической обработки используют как газовые СО2 - лазеры непрерывного действия, так и твердотельные (на неодимовых стеклах) лазеры импульсно-периодического действия. Глубина термически обработанного поверхностного слоя регулируется плотностью мощности лазерного луча и временем его взаимодействия с изделием и может изменяться от 0,1…0,2 мм до 1…2 мм. Преимущества метода лазерной термической обработки перед другими традиционно используемыми методами поверхностной обработки заключается в высокой производительности, возможности автоматизации процесса. Возможность менять направление лазерного луча с помощью оптических систем обеспечивает обработку строго определенных участков и контуров деталей сложной формы. Подбор режимов лазерной обработки позволяет формировать в поверхностных слоях различную дисперсность частиц карбидов, мартенситных и других фаз, а также различную плотность дефектов структуры, и кроме того, снижает коробление и деформацию изделий. При лазерной термической обработке в поверхностно обработанных слоях можно формировать как более прочные слои (за счет измельчения структуры), так и более вязкие, если при очень быстром охлаждении фиксировать в поверхностном слое высокое содержание остаточного аустенита.
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 767; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |