Способ поверхностной закалки и устройство для его осуществления

цо 11.08,7 оединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 23) Приоритет летень3 3) УДК 621.365.511) Опуб 78, Б иковано 30.0 открытии публикования оццсацця 30.08,78(72) Авторыизобретен В, Г. Хейфец и 1 О. Г. Руфан 71) 3 а я вител ь аучно-исследовательскиц и опытно-конструкторскии институ автоматизации черной металлургии(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к области термической обработки, а именно к методам упрочнеция нагревом токами высокой частоты ц может быть использовано для обработки деталей машин и механизмов,Известны способы термомагнитного упрочнения 1, 2, 31.По первым двум способам слабые постоянные магнитные поля используются после нагрева и деформации в термомсхацической обработке и приводят к цсзцачцтсльному упрочцецпю за счет ориентации магнитных доменов. По третьему способу постоянцос магнитное поле применяется при воздействии ца аустенитные стали для изменения точки метастабильного мартецситного превращения,Известен также способ поверхностной закалки, при котором изделие нагревают высокочастотным полем индуктора, дополнительно воздействуют однонаправленным магнитныь полем и охлаждают закалочнойжидкостью 4.Воздействие таким маломощным постоянным магнитным полем приводит к некоторому улучшению механических характеристик, одцако очепь незначительцому, поскольку дополнительное упрочненце происходит только за счет переориентации магнитных доменов. Длительность воздействия постоянного магнитного поля исключает его акцс 11 тцрованное воздействие между концом нагрева и началом охлаждения прц быстроц поверхцосп 1 ой закалке. Кроме то го, прю сиенце специального соленоидаисключает применение способа при единоврсмеццой поверхностной закалке.Цель изобретения - повышение механических свойств деталей, а именно упрочцс ццс пх поверхностного слоя термически обраоатываемых с цагрсва токами высокой 1 астоть 1. Указанная цель достигается тем, что в и)оцессе поверхцостцои закалц с ц 1- грена ТВЧ (собственно, в момент достцжс цц 11 тех 1)ературы закалки) В каестве ъ 1 а 1- нитцого поля используют импульсное магнитное поле, которое воздействует одновременно с высокочастотным полем, на поверхностные слои металла и деформирует 20 их, то приводит и значительному улучшению механических свойств изделия в закаленном состоянии.Способ осуществляется устройством, соде 1)хкащцм высокочастотныи цнд ктор, под ключеццый к генератору высокой частоты,и источник питания для создания магнитного поля, в котором указанный источник подклочсц параллельно ицдуктору ц выполнен в виде ге ератора однополярных 30 импульсов тока.Изобретение поясняется сртежом, где 1 -- обрабатыьаемая деталь; 2 - генератор ТВС 1; 3 - индуктор;Генератор однополярных импульсов тока состоит из батареи 4 конденсаторовзарядного устройства 5, трехэлектродноо разрядника 6; воронки 7 охлаждаощсго устройства.Индуктор 3 представляет собой одно - ПТКОВЫИ СОЛЕН 05 Д ИЛИ 5 КЕ ИМССТ СПС цпальнуго форму по периметру изделия.Варядпое устройство 5 имеет мощность от 2 до 20 кВт с регулировкой выпрямленного апряжепия в пределах 1 - 6 кВ.Батарея конденсаторов 4 может состоять из мощных электролитических конденсаторов типа ИМ/140.Разрядник 6 регулирует длительность ЭлсСРТ 1 ЕСКО 0 ИПЛЬС 2 За СЧСТ ИЗМСПСНПЯ р 2 сс 05 ния мсжду элскт 110 д;1 и. 110 джига 0. щпй электрод сосдш сн с выходом регулирующего устройсгва нлп с кнопкой ручноо управления.Через воронку охлаждающего устройства поток воды направляется между индуктором и деталью, обеспечивая интенсивное и равномерное охлакденис.Прп включении генератора ТВС 1 поверхностный слой детали 1 нагревается до температуры закалки. В этот момент срабатывает разрядник 6 и пропускает через индуктор 3 импульс тока от батареи и конденсаторов 4, создающий внутри ипдуктора 3 0 спь мощное магнитное поле, сушссгву 0- щее миллисекунды. Мощнось этого поля и его продолжительность регулируются емкосп ю батареи, зарядом конденсаторов и расстоянием между рабочими электродами разрядшка 6. Зто магнитное поле десрормируст нагретый поверхностный слой металла, 1.1 а степень деформации тонкого поверхностного слоя влияет и некоторая деформация холодной сердцевины за счет ее высоких ферромапитных характеристик, 11 ослс нагрева и деформацип магнитным полем из воронки в зазор мекду ипдуктором и деталью подается закалочпая жидкость,Как известно из практикп термомехаппеской обработки, деформация в нагретом сост 05 ни зн 2 чителы 0 угу 1 шаст механическиеис свойства металла. Кроме тоо, прс;- лагасмыс способ и устройство дают возм 0 кность проводит. дефорхацио в разли- ныс моменты процесса уточнения: при температуре закалки, при температуре у -- япсрсхода и пижс температуры у - -,-перехода,Использование изобретения позволяе 10 знаиельно повысить дип 2 мичсску 0 про- ность и износостойкость деталей, термически обработанных нагревом ТВЧ, и дать большой экономический эффект в таких отраслях, как автомобилестроение, станко 1 я строение, машиносгроение, черная металлургия и т. д. Фо р мула изобретения2 1, Способ поверхностной закалки, при котором изделие нагревают всокочастотныхполем индукора, дополнительно воздействуот однонаправленым магнитным полеми охлажда 0 закал 01 пой жидкостшо,личающийся тем, что, с целью повышения качества обработки изделий путем упрочнеппя поверхностного слоя, в качествеуказанного магнитного поля используютимпульсное магнитное поле, которым возЗ действуют одновременно с воздействиемвысокочастотного поля,2. Устройство для осуществления указанного способа по п, 1, содержащее высокочастотный индуктор, подключеный к гене- ратору высокой частоты, и источник питания для создания магнитного поля, отл ич а о щ е е с я тем, что источник подключенпараллельно инди(тору и выполнен в видегенератора однополярных импульсов тока.40 Источник;информации,принятые во ьнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРХо 60372, кл. С 21 Р 111 О, 19392. Авторское свидетельство СССРМ 2308-17, кл, С 2113 1,/10, 1966.3. Авторское свидетельство СССРХо 439529, кл, С 211) 140, 1972.4. Бернштейн М. Л. Термомагпитная обработка стали. М., Металлургия, 1968,50 с. 13.Составитель О. ЩедринаТехред Н Рыбкина Редактор В. Левитов Корректор Р Беркович Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1821/4 Изд. Мо 646 Тираж 950 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5