Индуктор

(5)5 С 21 О 1 ЕТЕНИЯ ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЯ 393322, кл. С 21 О 142, 1971.(57) Изобретение относится к металлургии иможет использоваться при термической обработке изделий с применением индукционного нагрева. Цель изобретения -повышение номенклатуры обрабатываемых изделий, Индуктор содержит трубчатый индуктирующий провод 1 и магнитопровод 2, который выполнен из многослойных ферритовых элементов. Каждый слой ферритовых элементов отличается от соседнего слоя начальной магнитной проницаемостью, Применение магнитопровода в виде многослойных ферритовых элементов облегчает подбор необходимой частоты нагрева, тем самым позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых изделий и повысить качество нагрева. 3 ил., 1 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке изделий сложной формы с применением индукционного нагрева,Цель изобретения - повышение номенклатуры обрабатываемых изделий и качества закалки,На фиг, 1 изображен индуктор, общий вид; на фиг. 2 - многослойный ферритовый элемент; на фиг, 3 - расположение индуктора по отношению к изделию,Индуктор состоит из трубчатого индуктирующего провода 1, ферритовых элементов 2, укрепленных на индуктирующем проводе 1, напряжение к индуктору подводится через контакты 3, которые соединены с токопроводом 4. Ферритовый элемент 2 состоит из трех слоев: внутренний слой 5 выполнен из материала с большей начальной магнитной проницаемостью, средний 6 - с несколько меньшей начальной магнитной проницаемостью, наружный 7 - с самой малой начальной магнитной проницаемостью, .Индуктор работает следующим образом.Ток, проходя по токопроводу 1, наводит индуктированную ЭДС не только в нагреваемом обьекте, например звездочка, (не показан) но и в магнитопроводе, состоящем из ферритовых элементов 2. Благодаря тому, что ферритовые элементы выполнены многослойными, каждый слой которых имеет разную магнитную проницаемость, достигается одинаковая концентрация подводимой энергии по нагреваемому контуру изделия, имеющего сложную конфигурацию поверхности, Нагреваемое изделие вращается и последовательно нагревается и охлаждается в рядом стоящем спрейере (не показан),Для равномерного контурного нагрева изделий (звездочек) известным индуктором необходима частота индуктируемого тока до 10000 Гц. При этом для нагрева звездочек разного типоразмера необходимо для каждого типоразмера применять свой индуктор. В предлагаемом индукторе можно использовать частоту индуктируемого тока "2500 Гц, при этом в каждом индукторе можно осуществить нагрев 3-4 типоразмеров звездочек,Для индуктора в качестве материала для элементов магнитопровода можно использовать компоненты, приведенные в табл. 1.Для получения каждого слоя элемента берут указанные компоненты в соотношениях, укаэанных в табл, 1, размалывают в вибромельнице в дистиллированной воде в течение 2 ч, Затем смесь сушат брикетируют и обжигают в течение 2 ч при 750+50 С.После дробления брикетов и размола изшихты готовят пресс-порошок на поливини ловом спирте и прессуют ферритовые элементы. Вначале прессуют один слой, затем его помещают в пресс-Форму и засыпают шихту другого состава, прессуют, а затем двухслойную заготовку помещают в новую 10 пресс-форму, засыпают новую шихту ипрессуют. Полученные таким образом феоритовые элементы обжигают при 1150 й 20 С в течение 2,5 ч и охлаждают вместе с выключенной печью до 100 С, 15 Начальную магнитную проницаемостькаждого слоя измеряют с помощью установки ИМХпри комнатной температуре,Закалку звездочек с модулем 3, 5 и 7 изстали 40 Х осуществляют путем нагрева в 20 индукторе с трехслойным и однослойныммагнитопроводами при частоте индуктируемого тока 2500 Гц и мощностью генератора 180 кВт с последующим охлаждением водо- воздушной смесью. Отпуск осуществляют 25 при 250.ф.10 С в течение 1,5 ч.Результаты замеров твердости по контуру звездочки на расстоянии 2 мм от поверхности показаны в табл; 2 (приведены средние значения твердости, полученные 30 по результатам десяти замеров на точку),Как видно из табл, 2, при нагреве звездочек с различным модулем в индукторе с многослойным ферритным магнитопроводом возможен качественный равномерный 35 контурный нагрев как вершины, так и впадины зуба, При нагреве звездочек однойслойным ферритным магнитопроводом такой равномерности не наблюдается. При проведении экспериментов используют 40 магнитопроводы различных составов, Каквидно, при нагреве однослойным магнита- проводом равномерно нагреть в одном индукторе звездочки разного модуля не представляется возможным.45 Экспериментально установлено, что наилучшие результаты при нагреве шестерен, зубчатых колец и других аналогичных деталейполучают в том случае, когда ферритовые элементы магнита провода 50 расположены по возрастающей начальноймагнитной проницаемости к наружному слою. При локальном нагреве деталей другой конфигурации необходимо специальным образом подбирать расположение 55 элементов магнитопровода, чтобы получитьнаиболее благоприятный эффект.В проведенном эксперименте одниминдуктором нагревают звездочки с различным модулем, при этом ферритовые элемен1 б 50723 Таблица 1 аблица 2 ты и порядок слоев не меняют после установления наиболее благоприятного их расположения, Ферритовые элементы монтируются сьемными. Расположение индуктора по отношению к обрабатываемому изделию показано на фиг. 3 (где 1 - индуктирующий провод, 5, б, 7 - ферритовые элементы, а 8 - нагреваемое изделие). Нагреваемое изделие вращается, индуктор неподвижен.При индукционном нагреве деталей сложной формы, например звездочки или шестерни, сложно получить равномерно нагретый слой поверхности впадины и профиля зуба. При закалке таких деталей возникает обрыв закаленного слоя у основания зуба, что снижает его общую прочность, В процессе индукционного нагрева звездочки возникающее тепло накапливается в зубе, а по впадине тепло отводится ободом. Для получения равномерного контурного нагрева таких деталей необходима очень большая концентрация подвода тепла в очень кратное время, что достигается применением магнитопроводов. Использование магнитопроводов из ферритов позволяет защитить соседние (не нагреваемые) зубья, так как почти весь магнитный поток проходит по магнитопроводу, не попадает в соседние зубья, Для осуществления качественной термической обработки деталей типа звездочек необходимо стремиться к минимально допустимой глубине прогрева, что ведет к повышению используемой частоты тока, а это вызывает неравномерный кон турный нагрев по зубу и впадине. Для устранения этого негативного явления необходимо тщательно оптимизировать частоту индуктируемого тока.Применение магнитопровода в виде 10 многослойных ферритовых элементов путем определенного подбора начальной магнитной проницаемости позволяет облегчить подбор необходимой частоты, а также выполнить индуктор для определенного ряда 15 типоразмеров деталей, т.е. позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых деталей сложной формы,Формула изобретения20 Индуктор для нагрева иэделий, содержащий трубчатый индуктирующий провод и закрепленный на нем магнитопровод иэ ферритовых элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и повышения качества нагрева, каждый ферритовый элемент выполнен многослойным, при этом каждый слой выполнен из 30 материала с различной начальной магнитной проницаемостью,. Гунько Техред М.Моргентал Кор А. Осауле ак зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 1585 Тираж 403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5