Способ закалки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ цИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16,04.81 (21) 3280630/22-02 1) М. Кл з с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет С 21 П 1/10 Государстветтный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 07,1182Бюллетень Мо 41 Дата опубликования описания 07.11,82(72) Авторыизобретения Физико-технический институт АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ Изобретение относится к термической обработке металлов и может бытьиспользовано в инструментально-штамповом производстве, например, при 5контурной закалке рабочих кромокматриц разделительных штампов,Известен способ индукционного контурного нагрева рабочих кромок матрицразделительных штампов под закалку,нключающий нагрев кромок ленточныминдуктором, частично выступающим надуровнем охлаждающей жидкости. Способобеспечивает саморегулирование индукционного нагрева контуров сравнительнопростой конфигурации1 .Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает равномерность нагрева контуров сложной геометрии, например, включающих острыеугловые выступы.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае-.мому результату является способ индукционного нагрева деталей, включающий нагрев ленточным индуктором, частично погруженным в охлаждающую жидкость, при осуществлении которого взазоре между индуктором и детальюпомещают соль с температурой плавления, соответстнуютдий температуре 30 закалки детали. способ обеспечивает самофиксацию и контроль температуры нагрева по расплавлению соли2),Однако применение известного способа не обеспечивает равномерную закалку контурон, содержащих острые выступающие углы. При нагреве таких контуров напряженность магнитного поля изменяется вдоль биссектриссы угла приблизительно по закону обьтиного поверхностного эффекта, однако убывание поля вдоль биссектриссы протекает медленнее, чем вдоль нормали к сторонам угла. В результате при углублении внутри тела вдоль биссектрисы угла в случае углов,равных или меньше прямого, плотность тока сначала возрастает, не достигая, однако, того максимального значения, которое имеется на наружной поверхности вдали от ребра, затем убывает приблизительно так же, как и магнитное поле. Поскольку плотность индуктированного тока на острых углах значительно ниже по сравнению с другими участками, а сам процесс нагрева янляется скоростным, то, как правило, острые выступающие углы остаются недогретыми, Лля получения равномерного нагрева ттеобходттмо ттерерас 971893пределение тока с повышением его плотности непосредственно в угловой частивыступа,цель изобретения - повышение равномерности закалки контуров с острыми угловыми выступами, 5Поставленная цель достигается тем,что в известном способе закалки преимущественно режущих кромок матрицразделительных штампов включающемнагрев контура ленточным индуктором, 30и охлаждение, согласно изобретениюпри нагреве производят замыканиеэлектрической цепи по острым ныступамрзамыкание осуществляют магнитными контактами, 15На чертеже приведена схема, поясняющая способ.Способ осуществляют следующим образом.Над ленточным индуктором 1, подклюОченным к источнику токов высокой частоты, размещают с заданным зазоромизделие 2 (например, матрицу разделительного штампа) и производят замыкание электрической цепи участка контура по острым выступам, например,посредством контакта 3 (медной пластины)соединенной с магнитом 4, После этого включают нагрев, и при достиженииконтуром температуры закалки источникнагрева отключают и производят охлаждение в соответствующей среде (нзависимости от закаливаемого материала) .При возбуждении электромагнитного поля в ленточном индукторе 1 внагреваемом контуре изделия 2 индуктируется ток. На участке .контура,замкнутого контактом 3, ток разделяется на две ветви, одна из которыхнаправлена по контакту З,а другая - 40вдоль замкнутого участка контура.В результате обеспечивается протекание индуктированного тока непосредственно через угловую кромку ныступа, что способствует повышению плотности тока в остром угловом выступеи, как следствие, более ранномерномунагреву по контуру в целом,При достижении угловыми выступами температуры магнитных превращений (точка Кюри) нагреваемый материал(например, углеродистая инструментальная сталь) теряет свои ферромагнитные свойства и контакт 3 отсоединяется от детали под действиемсобственного веса, либо под дейстнем пружины, Поскольку температураточки Кюри для углеродистых инструментальных сталей У 4, У 9 и другихнаходится в области закалочных температур этих сталей, то применениемагнитных контактов обеспечивает контроль температуры закалки и саморегулирование процесса нагрева (самоотключение контакта при потере нагретым металлом магнитных свойств) . 65НРС для угловыхвыступов Способ Твердость 15 2 30 45 90 Прототип 32 32 38 44 48Как показывают сравнительные испытания (см. таблицу), при нагреве и закалке по предлагаемому способу наблюдается равномерность закалки в . пределах 59-62 ед. НКС, в то время как известный способ не обеспечивает равномерности закалки (твердость ННС . колеблется от 32 ед. в угловой части до 62 ед. на прямолинейных участках).Эффективность использования предлагаемого способа достигается эа счет повышения качестна термообработки матриц разделительных штампов и расширения технологических воэможностей способа контурной закалки с применением индукционного нагрева,Формула изобретения 1. Способ закалки преимущественно режущих кромок матрицы разделительных штампов, включающий нагрев Прием замыкания электрической цепи может эффективно использоваться и на тех участках контура, на которых присутствует перегрев за счет понышенной плотности тока (например, н угловых впадинах)Л р и м е р. Проводят нагрев под закалку контуров образцов рабочих матриц с острыми угловыми выступами 15, 22, 30, 45 и 90 , Размер рабочего окна матрицы 60 х 80 мм, высота выступов 15-20 мм. Материал образцов сталь УЯА, источник нагрева - ламповый генератор, частота тока 66 крц, индуктор - ленточный с токо- приводом иэ медной ленты толщиной 1,5 мм, шириной (высотой) 20 мм.По базовому варианту прототипу нагрен производят с размещением между индуктором и образцом порошка соли ИаС 1. Сравнительную оценку производят по замерам твердости НЕС н.угловой части выступа на минимально возможном расстоянии от кромки.В таблице приведены результаты обработки (в скобках приведены значения твердости на прямолинейных участках контуРа).971893 Составитель И, Техред Т.фанта пга к тор Г. Решет н ло дакт каз 8483/1 0 Тираж 587ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра одписн ССРкомитета С открытий ская наб д4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, улПроектная, 4 контура ленточным индуктором и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения равномерности закалки контуров с острыми выступами, при нагреве производят замыкание электрической цепи по острым выступам.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, замыкание электрической цепи осуществляют магнитными контактами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Довнар С.А. и др, Конурная5 закалка матриц. - "ПроьыаленностьБелоруссии" 1974, 9 4, с. 89.2. Авторское свидетельство СССР9 505706, кл, С 21 Р 1/10, 1974,