Твч что это такое

Поверхностная закалка ТВЧ — ООО

» Технологические процессы » Закалка ТВЧ

Вал калится, окал валится. Народная мудрость

Индукционная поверхностная закалка или закалка токами высокой частоты (закалка ТВЧ) является технологией поверхностного упрочнения деталей из углеродистых сталей и чугунов и широко применяется в машиностроении.

Индукционная закалка стали заключается в быстром нагреве поверхностного слоя до температуры 8001100°C (в зависимости от марки стали) с последующим интенсивным охлаждением с поверхности водой, маслом или синтетической закалочной жидкостью. Режимы поверхностной закалки ТВЧ для различных марок сталей приводятся в справочниках.

Закалка стали ТВЧ позволяет создавать на поверхности деталей слой повышенной твердости толщиной от 0.5 до 100 мм в зависимости от частоты тока индуктора и от глубины прокаливаемостистали.

ООО «Интерм» проводит индукционную поверхностную закалку ТВЧ на своей территории или с выездом к Заказчику. При проведении работ мы используем оборудование собственного производства а так же наш опыт и знания в области индукционного нагрева.

Поверхностная закалка ТВЧ обладает рядом преимуществ по сравнению с объемной закалкой

Деталь сохраняет вязкую сердцевину, приобретая твердый поверхностный слой, за счет чего она существенно лучше сопротивляется пластическим деформациям, истирающим и проминающим нагрузкам;
Термообработке может подвергаться не вся деталь, а только те рабочие поверхности, которые указывает конструктор;
Высокая энергоэффективность процесса связана с тем, что нагреву перед закалкой подвергается не вся масса детали, а только ее закаливаемая поверхность примерно на глубину закаленного слоя;
Процесс сканирующей закалки (последовательная закалка с движением индуктора относительно поверхности детали) позволяет выполнять закалку ТВЧ больших поверхностей (цилиндрических, плоских и сложной формы) с использованием источника питания небольшой мощности;
Процесс поверхностной закалки ТВЧ поддается автоматизации, поэтому разработаны и широко используются в промышленности различные закалочные станки, в которых параметры процессов нагрева и охлаждения, однажды определенные и запрограммированные технологом, повторяются автоматически для всей партии деталей, обеспечивая высокое качество термообработки;
Кратковременность нагрева до температуры закалки уменьшает угар металла (образование окалины), что позволяет существенно уменьшить припуски на размеры деталей перед финишной обработкой;
Нагрев ТВЧ при сканирующей закалке происходит с высокой удельной мощностью от 12 кВт/см2 до 1025 кВт/см2. При этом кратковременно нагревается и сразу охлаждается лишь небольшая локальная область поверхности, которая непрерывно перемещается. Это является причиной незначительных термических деформаций и поводок деталей после сканирующей закалки.

Как правило, закалка ТВЧ стали производится на предельную твердость, достижимую для данной марки стали, поэтому после закалки выполняется отпуск деталей для снижения твердости на поверхности до заданного на чертеже значения.

Низкий отпуск в муфельных печах после поверхностной закалки ТВЧ необходим для снятия внутренних механических напряжений в детали. Во избежание образования микротрещин отпуск должен производиться с минимальным временным интервалом после закалки.

Примеры применения поверхностной закалки ТВЧ:

Закалка плоской поверхности тяжелой детали с движением индуктора ТВЧ закалка захвата с ребристой поверхностью Закалка ТВЧ внутренней фаски отверстия

У нас вы можете купить ТВЧ оборудование для поверхностной индукционной закалки по доступной цене. Ознакомиться с оборудованием можно в разделе установки индукционного нагрева. Для того, чтобы узнать цену достаточно позвонить нам по номеру 8(812)-318-33-24 или написать письмо с запросом по адресу [email protected]

Источник: https://interm.su/tehnologicheskie-protsessy/zakalka-tvch/

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.

Закалка ТВЧ

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.

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.

Микроструктура стали

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 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.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/zakalka-tvch.html

Закалка ТВЧ

» Услуги » Закалка ТВЧ

Суть ТВЧ закалки. При прохождении по проводнику переменного тока около него создаётся переменное электромагнитное поле. Поместив деталь в такое поле, происходит её поверхностный нагрев. Ток индуктируется по средства индуктора изготовленного из медных трубок.

Для отвода тепла в индуктор подаётся вода, которая при закалке твч деталей, валков, шестерен из сталей и чугунов также является жидкостью для охлаждения самих изделий.С помощью применения установок с ЧПУ управлением на предприятии ООО ПКО ТОМ контролируется глубина закаленного слоя.

Закалка твч — поверхностный метод упрочнения металлов.

Поверхностная закалка деталей имеет отличие от объёмной закалки, при которой всё сечение детали или заготовки приобретает однородную структуру и имеет повышенную твёрдость по всему сечению. Применяя поверхностную закалку, можно добиться равномерного твёрдого слоя, не затрагивая сердцевину детали, что придаёт детали улучшенные механические свойства. Закалка ТВЧ — это вид поверхностной термообработки, сродни плазменной термообработки.

Цена и стоимость закалки ТВЧ.

Узнать стоимость ТВЧ закалки сталей и чугунов вы можете по телефону (351)325-00-50;или прислать нам чертежи и заявку ваших деталей неа почту [email protected]

Приоритеты при выборе поверхностного упрочнения токами высокой частоты

Закалка ТВЧ производится для деталей, изготовленных из средне- и высокоуглеродистой стали 20Х13, 30Х13, 35Л, 38ХГМ, 40Х, 40ХН, 45, 55Л, 5ХНМ, У8, 9Х1 и др., с целью их поверхностного упрочнения.
В ООО «ПКО «ТОМ» термообработка ТВЧ производится на закалочных комплексах индукционного нагрева (с микропроцессорным программируемым модулем).
Диаметр/ширина закаливаемой детали – до 1800 мм.

Характеристики плазменного упрочения:

Твёрдость 40-65 HRC;
Глубина упрочнённого слоя – 0,4 – 8 мм;
При наличии на деталях шероховатости в диапазоне Rz440 изменение данных показателей не происходит, поскольку при этом не возникает значительных деформаций, детали могут не подвергаться финишной обработке

Технические характеристики оборудования для термообработки ТВЧ:

мощность – до 140 кВт;
длина обрабатываемой детали – до 6000 мм;
диаметр/ширина закаливаемой детали – до 1800 мм;
вес детали – до 2000 кг.

Примеры деталей, подвергаемых ТВЧ закалке:

ТВЧ упрочнение вал-шестерней;
Закалка твч валов и валков;
Термообработка многоручьевых шкивов;
Закалка твч плоских деталей: плит, кулачков, захватов и др.

Источник: http://termist74.ru/uslugi/zakalka-tvch.html

Закалка металлов токами высокой частоты

В гидромеханических системах, устройствах и узлах чаще всего используются детали, которые работают на трение, сдавливание, скрутку. Именно поэтому основное требование к ним – достаточная твердость их поверхности. Для получения необходимых характеристик детали, поверхность закаляется током высокой частоты (ТВЧ).

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Что такое электрические явления

В процессе применения закалка ТВЧ показала себя как экономный и высокоэффективный способ термической обработки поверхности металлических деталей, который придает дополнительную износостойкость и высокое качество обработанным элементам.

Описание метода закалки ТВЧ

Нагрев токами ВЧ основан на явлении, при котором вследствие прохождения переменного высокочастотного тока по индуктору (спиральный элемент, выполненный из медных трубок) вокруг него формируется магнитное поле, создающее в металлической детали вихревые токи, которые и вызывают нагрев закаливаемого изделия. Находясь исключительно на поверхности детали, они позволяют нагреть ее на определенную регулируемую глубину.

Закалка ТВЧ металлических поверхностей имеет отличие от стандартной полной закалки, которое заключается в повышенной температуре нагрева. Это объясняется двумя факторами. Первый из них – при высокой скорости нагрева (когда перлит переходит в аустенит) уровень температуры критических точек повышается. А второй – чем быстрее проходит переход температур, тем быстрее совершается превращение металлической поверхности, ведь оно должно произойти за минимальное время.

Стоит сказать, несмотря на то, что при использовании высокочастотной закалки вызывается нагрев больше обычного, перегрева металла не случается.

Такое явление объясняется тем, что зерно в стальной детали не успевает увеличиться, благодаря минимальному времени высокочастотного нагрева.

К тому же, из-за того, что уровень нагрева выше и охлаждение интенсивнее, твердость заготовки после ее закалки ТВЧ вырастает приблизительно на 2-3 HRC. А это гарантирует высочайшую прочность и надежность поверхности детали.

Вместе с тем, есть дополнительный немаловажный фактор, который обеспечивает повышение износостойкости деталей при эксплуатации. Благодаря созданию мартенситной структуры, на верхней части детали образовываются сжимающие напряжения. Действие таких напряжений проявляется в высшей мере при небольшой глубине закаленного слоя.

Применяемые для закалки ТВЧ установки, материалы и вспомогательные средства

Полностью автоматический комплекс высокочастотной закалки включает в себя закалочный станок и ТВЧ установки (крепежные системы механического типа, узлы поворота детали вокруг своей оси, движения индуктора по направлению заготовки, насосов, подающих и откачивающих жидкость или газ для охлаждения, электромагнитных клапанов переключения рабочих жидкостей или газов (вода/эмульсия/газ)).

ТВЧ станок позволяет перемещать индуктор по всей высоте заготовки, а также вращать заготовку на разных уровнях скорости, регулировать выходной ток на индукторе, а это дает возможность выбрать правильный режим процесса закалки и получить равномерно твердую поверхность заготовки.

Принципиальная схема индукционной установки ТВЧ для самостоятельной сборки была приведена в предыдущей статье.

Индукционную высокочастотную закалку можно охарактеризовать двумя основными параметрами: степенью твердости и глубиной закалки поверхности. Технические параметры выпускаемых на производстве индукционных установок определяются мощностью и частотой работы.

Для создания закаленного слоя применяют индукционные нагревающие устройства мощностью 40-300 кВА при показателях частоты в 20-40 килогерц либо 40-70 килогерц.

Если необходимо провести закалку слоев, которые находятся глубже, стоит применять показатели частот от 6 до 20 килогерц.

Диапазон частот выбирается, исходя из номенклатуры марок стали, а также уровня глубины закаленной поверхности изделия. Существует огромный ассортимент комплектаций индукционных установок, что помогает выбрать рациональный вариант для конкретного технологического процесса.

Технические параметры автоматических станков для закалки определяются габаритными размерами используемых деталей для закалки по высоте (от 50 до 250 сантиметров), по диаметру (от 1 до 50 сантиметров) и массе (до 0,5 т, до 1т, до 2т). Комплексы для закалки, высота которых составляет 1500 мм и больше, оснащены электронно-механической системой зажима детали с определенным усилием.

Высокочастотная закалка деталей осуществляется в двух режимах. В первом каждое устройство индивидуально подключается оператором, а во втором – происходит без его вмешательств. В качестве среды закалки обычно выбирают воду, инертные газы или полимерные составы, обладающие свойствами по теплопроводности, близкими к маслу. Среда закалки выбирается в зависимости от требуемых параметров готового изделия.

Технология закалки ТВЧ

Для деталей или поверхностей плоской формы маленького диаметра используется высокочастотная закалка стационарного типа. Для успешной работы расположение нагревателя и детали не меняется.

При применении непрерывно-последовательной ТВЧ закалки, которая чаще всего используется при обработке плоских или цилиндрообразных деталей и поверхностей, одна из составляющих системы должна перемещаться. В таком случае либо нагревающее устройство перемещается по направлению к детали, либо деталь движется под нагревающим аппаратом.

Для нагрева исключительно цилиндрообразных деталей небольшого размера, прокручивающихся единожды, применяют непрерывно-последовательную высокочастотную закалку тангенциального типа.

Структура металла зубца шестерни, после закалки ТВЧ методом

После совершения высокочастотна нагрева изделия совершают его низкий отпуск при температуре 160—200°С. Это позволяет увеличить износостойкость поверхности изделия. Отпуски совершаются в электропечах. Еще один вариант – совершение самоотпуска. Для этого необходимо чуть раньше отключить устройство, подающее воду, что способствует неполному охлаждению. Деталь сохраняет высокую температуру, которая нагревает закаленный слой до температуры низкого отпуска.

После совершения закалки также применяется электроотпуск, при котором нагрев осуществляется при помощи ВЧ установки. Для достижения желаемого результата нагрев производится с более низкой скоростью и более глубоко, чем при поверхностной закалке. Необходимый режим нагрева можно определить методом подбора.

Для улучшения механических параметров сердцевины и общего показателя износостойкости заготовки нужно провести нормализацию и объемную закалку с высоким отпуском непосредственно перед поверхностной закалкой ТВЧ.

Сферы применения закалки ТВЧ

Закалка ТВЧ используется в ряде технологических процессов изготовления следующих деталей:

валов, осей и пальцев;
шестеренок, зубчатых колес и венцов;
зубьев или впадин;
щелей и внутренних частей деталей;
крановых колес и шкивов.

Наиболее часто высокочастотную закалку применяют для деталей, которые состоят из углеродистой стали, содержащей полпроцента углерода. Подобные изделия приобретают высокую твердость после закалки. Если наличие углерода меньше вышеуказанного, подобная твердость уже недостижима, а при большем проценте скорее всего возникнут трещины при охлаждении водяным душем.

В большинстве ситуаций закалка токами высокой частоты позволяет заменить стали, прошедшие легирование, более недорогими – углеродистыми.

Это можно пояснить тем, что такие достоинства сталей с легирующими добавками, как глубокая прокаливаемость и меньшее искажение поверхностного слоя, для некоторых изделий теряют значение. При высокочастотной закалке металл становится более прочным, а его износостойкость возрастает.

Точно так же, как углеродистые используются хромистые, хромоникелевые, хромокремнистые и многие другие виды сталей с низким процентом легирующих добавок.

Преимущества и недостатки метода

Преимущества закалки токами ВЧ:

полностью автоматический процесс;
работа с изделиями любых форм;
отсутствие нагара;
минимальная деформация;
вариативность уровня глубины закаленной поверхности;
индивидуально определяемые параметры закаленного слоя.

Среди недостатков можно выделить:

потребность в создании специального индуктора для разных форм деталей;
трудности в накладке уровней нагрева и охлаждения;
высокая стоимость оборудования.

Возможность использования закалки токами ВЧ в индивидуальном производстве маловероятна, но в массовом потоке, например, при изготовлении коленчатых валов, шестеренок, втулок, шпинделей, валов холодной прокатки и др., закалка поверхностей ТВЧ приобретает все более широкое применение.

Источник: http://www.m-deer.ru/tehnologiya/zakalka-metallov-tokami-vysokoj-chastoty.html

Установки ТВЧ

Установки индукционного нагрева токами высокой частоты (Установки ТВЧ) применяются для обеспечения результативности технологических процессов электротермического воздействия на изделия. Принцип работы установки ТВЧ базируется на индукционном нагреве, происходящем за счет энергии переменного магнитного поля.

Современные установки ТВЧ – это специализированное оборудование, применяемое для термической обработки металлических поверхностей, соединений и сплавов с использованием индукционного нагрева, имеющее широкую область применения.

Универсальные и компактные установки индукционного типа дают возможность разрабатывать и применять новаторские технологии с колоссальным экономическим эффектом.

Их разнообразие обуславливает внедрение гибких и автоматизированных комплексов, состоящих из транзисторного преобразователя частот универсального типа и соединительного блока с выбранной индукционной системой.

Принцип действия установки ТВЧ.

Методика бесконтактного нагрева использует токи высокой частоты. Рабочая заготовка помещается внутрь индуктора. Индуктор ТВЧ генерирует высокочастотный переменный ток, в результате чего возникают электромагнитные волны и на поверхности заготовки индуцируются вторичные вихревые токи контролируемой величины.

Вихревые токи, в свою очередь, при высоких частотах вытесняются действием магнитного поля в поверхностные слои детали, после чего их плотность резко увеличивается и деталь нагревается.

Таким образом, высокочастотный ток эффективно используется для обработки металлических и других поверхностей (например, индукционная пайка ТВЧ), и данный метод успешно вошел в промышленную практику.

Предыстория установок ТВЧ

Отметим, что активное внедрение индукционных установок ТВЧ на практике началось недавно, сравнительно с теоретической проработкой данной темы. Наблюдается многолетний разрыв теории с практикой. Это связано с трудностями получения высоких частот переменного магнитного поля.

Метод нагрева твч не эффективен при низких частотах, проблема была решена с появлением генераторов токов высокой частоты.

Генераторы токов высоких частот прошли свою эволюцию, и с появлением ламповых генераторов высокочастотный ток стал широко применяться в промышленной сфере в качестве надежного и рационального вида электроэнергии.

Область применения установок ТВЧ

Установки индукционного нагрева (УИН) в зависимости от поставленной задачи могут служить различным целям.

В основном такая потребность возникает в случае необходимости быстрого и бесконтактного нагрева заготовок: термообработка ТВЧ поверхностей деталей, поверхностная и объемная закалка ТВЧ, отжиг, пайка — напайка отпайка, отпуск, предварительный нагрев, индукционный нагрев и резка, плавка, сушка и другие виды термообработки металлов.

ТВЧ установки успешно используются в таких областях промышленности как металлургия, машиностроение, легкая промышленность, ювелирное дело, производство канцтоваров, оргтехники, а также натяжных потолков и других аксессуаров.

На сегодняшний день из всех областей применения наиболее востребована закалка ТВЧ, т.к. применение закалки требуется в любом производстве где необходимо произвести упрочнение поверхности деталей в основном это автомобильная и станкостроительная промышленность.

Перечислим некоторые технологические процессы где используется установки ТВЧ для закалки:

Закалка ТВЧ валов, осей и пальцев.
Закалка ТВЧ шестерен, зубчатых колес и венцов.
Закалка ТВЧ зуба или впадины.
Закалка ТВЧ отверстий и внутренних поверхностей деталей типа «втулка».
Закалка ТВЧ крановых колес и шкивов.
Закалка ТВЧ плоской поверхности сканирующим способом.

Высокочастотная сварка УИН

Наиболее активно индукционный метод нагрева используется при высокочастотной сварке. Сварка током высокой частоты представляет собой процесс получения цельного полотна, подвергая свариваемые изделия энергии тока высокой частоты и ее переходу в тепловую энергию. Данный метод дает возможность сваривать детали очень быстро и любой толщины, при этом сварочные деформации сводятся к минимуму, достигается полная герметичность готового изделия, а сварочные швы практически не заметны.

Преимущества современных установок ТВЧ

Установкам ТВЧ свойственна простота в управлении и обслуживании, незначительные расходы по содержанию, надежность и долговечность в использовании, качество работы, а также необременительный вес и масштаб. Высокая эффективность и рентабельность установок индукционного нагрева объясняются их неоспоримыми преимущественными качествами.

Четкая локализация энергии определяет маленькую продолжительность техпроцесса, а также стопроцентную производительность и рациональность. Это объясняется тем, что бесконтактный нагрев ТВЧ создает тепло внутри изделия, и потери энергии незначительны.

Немаловажной деталью является и тот факт, что процесс нагрева не сопровождается выделением дыма и других токсичных веществ.

Источник: http://xn----7sbgb2altiykhc7d.xn--p1ai/

Термообработка металла (ТВЧ). Закалка ТВЧ по низкой цене — ПКФ «Спектр», Челябинск

Изготовление деталей различного назначения подразумевает наличие этапа обработки. Это может быть к примеру обработка на токарном или винторезном станке либо термообработка металла.

Наша компания оказывает услугу по широкому спектру обработки металла, в том числе «термообработка металла» и «закалка ТВЧ». Мы имеем свои офис в Челябинске, а стоимость наших услуг по праву можно считать одной из самых доступных.

Термообработка металла

Данный способ обработки подразумевает изменение металла под воздействием температуры различной величины. Обычно речь идет о критических температурах под воздействием которых происходит структурное изменение.

Термообработка металла состоит из нескольких этапов, которые могут быть как связанны между собой, так и проводится независимо друг от друга

Отжиг. Этот способ заключается в нагреве заготовки до достаточно высокой температуры с последующим медленным охлаждением.
Закалка. Происходит путем разогрева металла до критической температуры с последующим быстрым охлаждением вследствие чего происходит перекристаллизации стали.
Отпуск. Данный этап важен после проведения закалки для того чтобы снять остаточное напряжение и предать металлу необходимые свойства.
Нормализация. Термообработка металла этим способом похода на отжиг с той лишь разницей что отжиг проходит в печи, а нормализация на воздухе.

Химико-термическая обработка

Термическая обработка данного типа состоит в насыщении поверхности заготовки углеродом, азотом, алюминием, кремнием, хромом и др.

Такой метод позволяет придать необходимые качества определенному слою состава стали.

Мы предлагаем метод цементации, который относится к химико-термической обработки металла.

Данный метод заключается в том, чтобы насытить верхний слой углеродом, что сделает его более твердым оставляя при этом мягкой сердцевину.

Гальваническое цинкование

Эта услуга заключается в нанесение цинкового покрытия путем гальванизации. Это недорогой, но эффективный способ для придания детали антикоррозийных свойств. Наша компания выполняет гальваническое цинкование по доступной цене. Для того чтобы, узнать об этой услуге подробнее вы можете связаться с нашими специалистами.

Сорбитизация

Такой метод термической обработки предполагает нагревание стали до температуры выше критической с последующим охлаждением в воде, масле либо в струе воздуха, которые также нагреты до определенной температуры. После данной операции сталь приобретает структуру сорбита, что делает ее более износостойкой и прочной.

Закалка ТВЧ

Также этот метод могут называть термообработка ТВЧ. Он осуществляется путем воздействия тока высоких частот на заготовку.

К достоинствам закалки ТВЧ можно отнести, то что:

Во время закалки деталь не деформируется, а на ее поверхности не возникает окалина
Данный метод имеет высокую производительность
Способ закалки ТВЧ сохраняет все размеры детали после его окончания
Также стоит сказать, что термообработка ТВЧ позволяет осуществлять закалку отдельных участков заготовки.

К недостаткам метода можно отнести необходимость иметь специальное оборудование и приспособления.

Компания ПКФ «Спектр» имеет все необходимое чтобы осуществлять закалку ТВЧ и проводить иную термообработку металла.

Источник: https://www.pkfspektr.ru/uslugi/termoobrabotka-metalla/

Установка твч для закалки принцип работы. Термическая обработка стали

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).

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Какой единицей измеряют яркость

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.

Источник: https://vdv-dmitrov.ru/ustanovka-tvch-dlya-zakalki-princip-raboty-termicheskaya-obrabotka-stali.html

Индукционная установка для закалки твч. Закалка металлов токами высокой частоты. Установка индукционного нагревадля ТВЧ закалки топоров

Ток высокой частоты образуется в установке благодаря индуктору и позволяет нагревать изделие, размещенное в непосредственной близости с индуктором. Индукционная установка идеально подходит для закалки металлических изделий. Именно в ТВЧ установке можно четко запрограммировать: нужную глубину проникновения тепла, время закалки, температуру нагрева и процесс охлаждения.

Впервые индукционное оборудование было использовано для закалки после предложения, поступившего от В.П. Володина в 1923 году. После долгих проб и тестирований ТВЧ нагрева его стали использовать для закалки стали с 1935 года. Установки ТВЧ для закалки на сегодняшний день являются наиболее продуктивным способом термообработки металлических изделий.

Почему индукционная установка лучше подходит для закалки

Закалка ТВЧ металлических деталей производится для повышения устойчивости верхнего слоя изделия к механическим повреждениям, при этом центр заготовки имеет повышенную вязкость. Важно отметить, что сердцевина изделия при ТВЧ закалке остается полностью неизменной.

Индукционная установка имеет немало очень важных преимуществ в сравнении с альтернативными видами нагрева: если раньше ТВЧ установки были более громоздкими и неудобными, то сейчас этот недостаток исправили, и оборудование стало универсальным для термообработки изделий из металла.

Преимущества индукционного оборудования

Один из минусов индукционной установки для закалки – это невозможность обработки некоторых изделий, имеющих сложную форму.

Разновидности закалки металла

Закалка металла бывает нескольких типов. Для одних изделий достаточно нагреть металл и сразу же остудить, а для других необходима выдержка при определенной температуре.
Существуют следующие виды закалки:

Стационарная закалка: применяется, как правило, для деталей, имеющих небольшую плоскую поверхность. Положение детали и индуктора при использовании данного способа закалки остается неизменным.
Непрерывно-последовательная закалка: применяется для закалки цилиндрических или плоских изделий. При непрерывно-последовательной закалке деталь может перемещаться под индуктором, либо сохраняет свою позицию неизменной.
Тангенциальная закалка изделий: отлично подходит для обработки небольших деталей, имеющих цилиндрическую форму. Тангенциальная непрерывно-последовательная закалка прокручивает изделие единожды в течение всего процесса термообработки.
Установка ТВЧ для закалки – это оборудование, способное произвести качественную закалку изделия и при этом сэкономить производственные ресурсы.

Закалка стали производится для придания металлу большей стойкости. Закалке подвергаются не все изделия, а только те, что часто истираются и повреждаются извне. После закалки верхний слой изделия становится очень прочным и защищенным от появления коррозийных образований и механических повреждений. Закалка токами высокой частоты дает возможность добиться именно того результата, который необходим производителю.

Почему именно закалка ТВЧ

Когда есть выбор, очень часто возникает вопрос «почему?». Почему стоит выбрать именно закалку ТВЧ, если есть и другие способы закалки металла, например, применение раскаленного масла.
Закалка ТВЧ имеет множество преимуществ, из-за которых стала активно применяться в последнее время.

Под воздействием токов высокой частоты нагрев получается равномерным по всей поверхности изделия.
Программное обеспечение индукционной установки может полностью проконтролировать процесс закалки для получения более точного результата.
Закалка ТВЧ дает возможность нагрева изделия на необходимую глубину.
Индукционная установка позволяет снизить количество брака в производстве. Если при использовании раскаленных масел на изделии очень часто образуются окалины, то нагрев ТВЧ полностью избавляет от этого. Закалка ТВЧ снижает количество бракованных изделий.
Индукционная закалка надежно защищает изделие и дает возможность увеличения производительности на предприятии.

Преимуществ у индукционного нагрева очень много. Существует и один минус – в индукционном оборудовании очень сложно произвести закалку изделия, имеющего сложную форму (многогранники).

Оборудование для закалки ТВЧ

Для закалки ТВЧ используется современное индукционное оборудование. Индукционная установка компактна и позволяет за короткий промежуток времени обработать значительное количество изделий. Если на предприятии постоянно необходимо производить закалку изделий, то лучше всего приобрести закалочный комплекс .

В комплектацию закалочного комплекса входит: закалочный станок, индукционная установка, манипулятор, модуль охлаждения, а также при необходимости может быть добавлен комплект индукторов для закалки изделий разной формы и размеров.

Оборудование для закалки ТВЧ – это отличное решение для проведения качественной закалки металлических изделий и получения точных результатов в процессе преобразования металла.

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.

Твч закалка – сущность процесса, особенности установок, плюсы и минусы процесса

Прочность элементов в особо ответственных стальных конструкциях во многом зависит от состояния узлов. Поверхность деталей играет не последнюю роль. Для придания ей необходимой твердости, стойкости или вязкости проводятся операции термической обработки.

Упрочняют поверхность деталей различными методами. Один из них – закалка токами высокой частоты, то есть ТВЧ. Он относится к наиболее распространенным и очень производительным способом во время крупносерийного производства различных конструкционных элементов.

Подобная термообработка применяется как целиком к деталям, так и к отдельным их участкам. В этом случае целью является достижение определенных уровней прочности, тем самым повышая срок эксплуатации и эксплуатационные характеристики.

Технология используется для усиления узлов технологического оборудования и транспорта, а также при закаливании различного инструмента.

Сущность технологии

ТВЧ закалка – это улучшение прочностных характеристик детали за счет способности электрического тока (с переменной амплитудой) проникать в поверхность детали, подвергая ее нагреву. Глубина проникновения благодаря магнитному полю может быть различной.

Одновременно с поверхностным нагревом и закаливанием сердцевина узла может быть не прогретой вовсе или лишь незначительно повысить свою температуру. Поверхностный слой обрабатываемого изделия образовывает необходимую толщину, достаточную для прохождения электрического тока.

Данный слой представляет собой глубину проникновения электротока.

Эксперименты доказали, что увеличение частоты тока способствует уменьшению глубины проникновения. Данный факт открывает возможности для регулирования и получения деталей с минимальным закаленным слоем.

Термообработка ТВЧ осуществляется в специальных установках – генераторах, умножителях, преобразователях частоты, позволяющих осуществлять регулировку в необходимом диапазоне. Помимо частотных характеристик на конечную закалку оказывают влияние габариты и форма детали, материал изготовления и используемый индуктор.

Выявлена также следующая закономерность – чем меньше изделие и чем более простая у него форма, тем лучше проходит процесс закаливания. При этом также снижается общий расход электроэнергии установки.

Индуктор медный. На внутренней поверхности часто имеются дополнительные отверстия, предназначенные для подачи воды при охлаждении. В этом случае процесс сопровождается первичным нагревом и последующем охлаждении без подачи тока. Конфигурации индукторов различны. Выбираемое устройство непосредственно зависит от обрабатываемой заготовки. В некоторых аппаратах отсутствуют отверстия. В такой ситуации охлаждается деталь в особом закалочном баке.

Основным требованием к процессу ТВЧ закалки является сохранение постоянного зазора между индуктором и изделием. При сохранении заданного промежутка качество закаливания становится наиболее высоким.

Упрочнение может производится одним из способов:

Непрерывно-последовательный: деталь неподвижна, а индуктор движется вдоль ее оси.
Одновременный: изделие движется, а индуктор – наоборот.
Последовательный: происходит поочередная обработка различных частей.

Особенности индукционной установки

Установка для ТВЧ закалки является высокочастотным генератором совместно с индуктором. Обрабатываемое изделие располагается как в самом индукторе, так и рядом с ним. Он представляет собой катушку, на которой накручена трубочка из меди.

Переменный электрический ток при прохождении через индуктор создает электромагнитное поле, проникающее в заготовку. Оно провоцирует развитие вихревых токов (токов Фуко), которые проходят в структуру детали и повышают ее температуру.

особенность технологии – проникновение вихревого тока в поверхностную структуру металла.

Повышение частоты открывает возможности для концентрации тепла на малом участке детали. Это увеличивает скорость поднятия температуры и может достигать до 100 – 200 градусов/сек. Степень твердости увеличивается до 4 единиц, что исключено во время объемного закаливания.

Индукционный нагрев – характеристики

Степень индукционного нагрева зависит от трех параметров – удельная мощность, время нагревания, частота электротока. Мощность определяет время, потраченное на нагрев детали. Соответственно при большем значении времени затрачивается меньше.

Время нагревания характеризуется общим объемом затраченного тепла и развиваемой температурой. Частота, как было сказано выше, определяет глубину проникновения токов и образованного закаливаемого слоя. Эти характеристики имеют обратную зависимость. При увеличении частоты, снижается объемная масса нагретого металла.

Именно данные 3 параметра позволяют в широком диапазоне регулировать степень твердости и глубину слоя, а также объем нагрева.

Практика показывает, что контролируются характеристики генераторной установки (значения напряжения, мощности и силы тока), а также время нагревания. Степень нагревания детали может контролироваться с помощью пирометра. Однако в основном непрерывный контроль температуры не требуется, т.к. существуют оптимальные режимы нагревания ТВЧ, обеспечивающие стабильное качество. Подходящий режим выбирается с учетом измененных электрических характеристик.

После закалки изделие отправляют в лабораторию на исследование. Изучается твердость, структура, глубина и плоскость распределенного закаливаемого слоя.

Поверхностная закалка ТВЧ сопровождается большим нагревом в сравнении с обычным процессом. Объясняется это следующим образом. В первую очередь, высокая скорость повышения температуры способствует увеличению критических точек. Во вторую, необходимо в короткий срок обеспечить завершение превращения перлита в аустенит.

Высокочастотное закаливание, в сравнении с обычным процессом, сопровождается более высоким нагревом. Однако металл не перегревается. Объясняется это тем, что зернистые элементы в стальной структуре не успевают разрастись за минимальное время. Кроме этого объемная закалка имеет прочность ниже до 2-3 единиц. После закалки ТВЧ деталь обладает большей износостойкостью и твердостью.

Как выбирается температура?

Соблюдение технологии должно сопровождаться правильным выбором температурного диапазона. В основную очередь все будет зависеть от обрабатываемого металла.

Сталь классифицируется на несколько типов:

Доэвтектоидная – содержание углерода до 0,8%;
Заэвтектоидная – более 0,8%.

Металл с содержанием углерода не подвергается закалке, так как получается очень низкая твердость.

Доэвтектоидная сталь нагревается до значения чуть большего, чем необходимо для преобразования перлита и феррита в аустенит. Диапазон от 800 до 850 градусов. После этого деталь с высокой скоростью охлаждается. После резкого остывания аустенит преобразовывается в мартенсит, имеющий высокую твердость и прочность. При небольшом времени выдержки получается аустенит мелкозернистой структуры, а также мелкоигольчатый мартенсит. Сталь получает высокую твердость и небольшую хрупкость.

Заэвтектоидная сталь нагревается меньше. Диапазон от 750 до 800 градусов. В этом случае производится неполная закалка. Объясняется это тем, что подобная температура позволяет сохранить в структуре некоторый объем цементита, имеющего более высокую твердость в сравнении с мартенситом. При быстром охлаждении аустенит преобразовывается в мартенсит. Цементит же сохраняется мелкими включениями. Зона также сохраняет не растворившийся полноценно углерод, превратившийся в твердый карбид.

Достоинства технологии

Контролирование режимов;
Замена легированной стали на углеродистую;
Равномерный процесс прогрева изделия;
Возможность не нагревать всю деталь полностью. Снижение энергопотребления;
Высокая получаемая прочность обработанной заготовки;
Не происходит процесс окисления, не сжигается углерод;
Нет микротрещин;
Отсутствуют коробленые точки;
Нагрев и закаливание определенных участков изделий;
Снижение временных затрат на процедуру;
Внедрение при изготовлении деталей ТВЧ установок в технологические линии.

Недостатки

Главным минусом рассматриваемой технологии является значительная цена установки. Именно по этой причине целесообразность применения оправдывается лишь на крупносерийном производстве и исключает возможность проведения работы своими руками в домашних условиях.

Более подробно работу и принцип действия установки изучите на представленных видео.

Источник: https://oxmetall.ru/termo/tvch-zakalka

Оборудование ТВЧ для закалки стали

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.

Закалка ТВЧ стали – разновидности:

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.

Источник: http://ambit.pro/brazing/

Установки ТВЧ — Токи Высокой Частоты — Росиндуктор.рф

Компания «Росиндуктор» предлагает применение установок с токами высокой частоты ТВЧ для повышения технологии на промышленных производствах и получения хорошего экономического эффекта. ТВЧ установка используются в автоматизированных комплексах исходя из поставленных задач, в основном это упрочнение поверхностей деталей. ТВЧ установки применяются в следующих промышленностях и операциях:

Установка ТВЧ широко применятся в металлургической промышленности, где используются операции по закалки, пайки и термообработки металла токами высокой частоты. Компания Росиндуктор производит, продает, модернизирует, обслуживает и ремонтирует любые установки ТВЧ. На все индукционные установки ТВЧ выдается инструкция, в которой прописан регламент обслуживания, при соблюдении которого ремонт не потребуется долгие годы.

Новые разработки ТВЧ установок сделаны на базе транзисторов, что делает их очень экономичными, а схема охлаждения современной закалочной установки ТВЧ, бывает двух видов: воздушная и водяная.

Применение ТВЧ установок

Металлургическая отрасль
Машиностроительная отрасль
Легкая промышленность
Производство ювелирных изделий
Станки для изготовления натяжных потолков
Поверхностная закалка длинных валов, зубьев, шестерни, винтов стали 8 хф, стали 40х, цапф роликов, крановых колос до 3 мм
Производство болтов и гаек, горячая штамповка
Предварительный нагрев и термообработка швов труб перед сваркой
Пайка припоем резцов, и прочих наконечников
Переплавка цветных и черных металлов.
Сварка швов прямоугольных труб
Производство металлической арматуры
Термообработка металлических сосудов с нефтепродуктами

Преимущества ТВЧ установок

Преимущества ТВЧ установок — это налаживание производственного процесса при небольших вложениях. Вот основные преимущества, которые вы получите при покупке ТВЧ установки в компании Росиндуктор:

Не высокая стоимость и быстрая окупаемость
Высокая экономичность
Мобильность и универсальность, с возможностью подключения к любому автоматическому комплексу
Возможность непрерывной работы 24 часа в сутки
Не требуется предварительный разогрев, работают сразу после включения
Малое время нагрева, что дает высокую производительность
Отличное качество термических операций
Безопасная работа, так как нет высокого напряжения
Простой интерфейс, легкое управление

Источник: http://zavodrr.ru/ustanovki-tvch-toki-vysokoj-chastoty

Технология термообработки ТВЧ

Индукционный нагрев происходит в результате размещения обрабатываемой детали вблизи проводника переменного электрического тока, который называется индуктором. При прохождении по индуктору тока высокой частоты (ТВЧ) создаётся электромагнитное поле и, если в этом поле располагается металлическое изделие, то в нем возбуждается электродвижущая сила, которая вызывает прохождение по изделию переменного тока такой же частоты, как и ток индуктора.

Таким образом наводится тепловое воздействие, которое вызывает разогрев изделия. Тепловая мощность Р, выделяемая в нагреваемой детали, будет равна:

где К – коэффициент, зависящий от конфигурации изделия и величины зазора, образующегося между поверхностями изделия и индуктора; Iин — сила тока; f – частота тока (Гц); r – удельное электрическое сопротивление (Ом·см); m – магнитная проницаемость (Г/Э) стали.

На процесс индукционного нагрева существенное влияние оказывает физическое явление, называемое поверхностным (скин) эффектом: ток индуцируется преимущественно в поверхностных слоях, и при высоких частотах плотность тока в сердцевине детали мала. Глубина нагреваемого слоя оценивается по формуле:

Повышение частоты тока позволяет концентрировать в небольшом объёме нагреваемой детали значительную мощность. Благодаря этому реализуется высокоскоростной (до 500 С/сек) нагрев.

Параметры индукционного нагрева

Индукционный нагрев характеризуется тремя параметрами: удельной мощностью, продолжительностью нагрева и частотой тока. Удельная мощность — это мощность переходящая в теплоту на 1 см2 поверхности нагреваемого металла (кВт/см2). От величины удельной мощности зависит скорость нагрева изделия: чем она больше, тем быстрее осуществляется нагрев.

Продолжительность нагрева определяет общее количество передаваемой тепловой энергии, а соответственно и достигаемую температуру. Также важно учитывать частоту тока, так как от нее зависит глубина закаленного слоя.

Частота тока и глубина нагреваемого слоя находятся в противоположной зависимости (вторая формула). Чем выше частота, тем меньше нагреваемый объем металла.

Выбирая величину удельной мощности, продолжительность нагрева и частоту тока, можно в широких пределах изменять конечные параметры индукционного нагрева — твердость и глубину закаленного слоя при закалке или нагреваемый объем при нагреве под штамповку.

На практике контролируемыми параметрами нагрева, являются электрические параметры генератора тока (мощность, сила тока, напряжение) и продолжительность нагрева. При помощи пирометров также может фиксироваться температура нагрева металла. Но чаще не возникает необходимости в постоянном контроле температуры, так как подбирается оптимальный режим нагрева, который обеспечивает постоянное качество закалки или нагрева ТВЧ.

Оптимальный режим закалки подбирается изменением электрических параметров. Таким образом осуществляют закалку нескольких деталей. Далее детали подвергаются лабораторному анализу с фиксированием твёрдости, микроструктуры, распределения закалённого слоя по глубине и плоскости. При недогреве в структуре доэвтектоидных сталей наблюдается остаточный феррит; при перегреве возникает крупноигольчатый мартенсит.

Признаки брака при нагреве ТВЧ такие же, как и при классических технологиях термообработки.

При поверхностной закалке ТВЧ нагрев проводится до более высокой температуры, чем при обычной объемной закалке. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, при очень большой скорости нагрева температуры критических точек, при которых происходит переход перлита в аустенит, повышаются, а во-вторых, нужно, чтобы это превращение успело завершиться за очень короткое время нагрева и выдержки.

Несмотря на то, что нагрев при высокочастотной закалке проводится до более высокой температуры, чем при обычной, перегрева металла не происходит. Так происходит из-за того, что зерно в стали попросту не успевает вырасти за очень короткий промежуток времени. При этом также стоит отметить, что по сравнению с объемной закалкой, твердость после закалки ТВЧ получается выше примерно на 2— 3 единицы HRC. Это обеспечивает более высокую износостойкость и твердость поверхности детали.

Преимущества закалки токами высокой частоты

высокая производительность процесса
легкость регулирования толщины закаленного слоя
минимальное коробление
почти полное отсутствие окалины
возможность полной автоматизации всего процесса
возможность размещения закалочной установки в потоке механической обработки.

Наиболее часто поверхностной высокочастотной закалке подвергают детали, изготовленные из углеродистой стали с содержанием 0,4—0,5% С. Эти стали после закалки имеют поверхностную твердость HRC 55—60. При более высоком содержании углерода возникает опасность появления трещин из-за резкого охлаждения.

Наряду с углеродистыми применяются также низколегированные хромистые, хромоникелевые, хромокремнистые и другие стали.

Оборудование для выполнения индукционной закалки (ТВЧ)

Индукционная закалка требует специального технологического оборудования, которое включает три основных узла: источник питания — генератор токов высокой частоты, индуктор и устройство для перемещения деталей в станке.

Генератор токов высокой частоты это электрические машины, различающиеся по физическим принципам формирования в них электрического тока.

Электронные устройства, работающие по принципу электронных ламп, преобразующих постоянный ток в переменный ток повышенной частоты – ламповые генераторы.
Электромашинные устройства, работающие по принципу наведения электрического тока в проводнике, перемещающихся в магнитном поле, преобразующие трехфазный ток промышленной частоты в переменный ток повышенной частоты – машинные генераторы.
Полупроводниковые устройства, работающие по принципу тиристорных приборов, преобразующих постоянный ток в переменный ток повышенной частоты – тиристорные преобразователи (статические генераторы).

Генераторы всех видов различаются по частоте и мощности генерируемого тока

Виды генераторов Мощность, кВт Частота, кГц КПД

Ламповые 10 — 160 70 — 400 0,5 — 0,7

Машинные 50 — 2500 2,5 — 10 0,7 — 0,8

Тиристорные 160 — 800 1 — 4 0,90 — 0,95

Поверхностную закалку мелких деталей (иглы, контакты, наконечники пружин) осуществляют с помощью микроиндукционных генераторов. Вырабатываемая ими частота достигает 50 МГц, время нагрева под закалку составляет 0,01-0,001 с.

Способы закалки ТВЧ

По выполнению нагрева различают индукционную непрерывно-последовательную закалку и одновременную закалку.

Непрерывно-последовательная закалка применяется для длинномерных деталей постоянного сечения (валы, оси, плоские поверхности длинномерных изделий). Нагреваемая деталь перемещается в индукторе. Участок детали, находящийся в определенны момент в зоне воздействия индуктора, нагревается до закалочной температуры.

На выходе из индуктора участок попадает в зону спрейерного охлаждения. Недостаток такого способа нагрева – низкая производительность процесса. Чтобы увеличить толщину закленного слоя необходимо увеличить продолжительность нагрева с помощью снижения скорости перемещения детали в индукторе.

Одновременная закалка предполагает единовременный нагрев всей упрочняемой поверхности.

Эффект самоотпуска после закалки

После завершения нагрева поверхность охлаждается душем или потоком воды непосредственно в индукторе либо в отдельном охлаждающем устройстве. Такое охлаждение позволяет выполнять закалку любой конфигурации. Дозируя охлаждение и изменяя его продолжительность, можно реализовать эффект самоотпуска в стали. Данный эффект заключается в отведении тепла, накопленного при нагреве в сердцевине детали, к поверхности.

Говоря другими словами, когда поверхностный слой охладился и претерпел мартенситное превращение, в подповерхностном слое еще сохраняется определенное количество тепловой энергии, температура которой может достигать температуры низкого отпуска. После прекращения охлаждения эта энергия за счет разницы температур будет отводиться на поверхность.

Таким образом отпадает необходимость в дополнительных операциях отпуска стали.

Конструкция и изготовление индукторов для закалки ТВЧ

Индуктора изготавливают из медных трубок, через которые в процессе нагрева пропускается вода. Таким образом предотвращается перегрев и перегорание индукторов при работе. Изготавливаются также индукторы, совмещаемые с закалочным устройством — спрейером: на внутренней поверхности таких индукторов имеются отверстия, через которые на нагретую деталь поступает охлаждающая жидкость.

Для равномерного нагревания необходимо изготавливать индуктор таким образом, чтобы расстояние от индуктора до всех точек поверхности изделия было одинаковым. Обычно это расстояние составляет 1,5-3 мм. При закалке изделия простой формы это условие легко выполняется. Для равномерности закалки, деталь необходимо перемещать и (или) вращать в индукторе. Это достигается применением специальных устройств — центров или закалочных столов.

Разработка конструкции индуктора предполагает прежде всего определение его формы. При этом отталкиваются от формы и габаритов закаливаемого изделия и способа закалки. Кроме того, при изготовлении индукторов учитывается характер перемещения детали относительно индуктора. Также учитывается экономичность и производительность нагрева.

Охлаждение деталей может применяется в трех вариантах: водяным душированием, водяным потоком, погружением детали в закалочную среду. Душевое охлаждение может осуществляться как в индукторах-спрейерах, так и в специальных закалочных камерах.

Охлаждение потоком позволяет создавать избыточное давление порядка 1 атм, что способствует более равномерному охлаждению детали.

Для обеспечения интенсивного и равномерного охлаждения необходимо, чтобы вода перемещалась по охлаждаемой поверхности со скоростью 5-30 м/сек.

Источник: https://heattreatment.ru/tekhnologiya-termoobrabotki-tvch.html

Твч в новосибирске

Токарная обработка на станках с ЧПУ, Фрезерная обработка на станках с ЧПУ, Фрезерная обработка на универсальном оборудовании, Токарная обработка на универсальном оборудовании, Резка на ленточнопильном оборудовании, Шлифовка изделий, Термическая обработка металлов и гальваника

Компания «Промкомплектация» предлагает вам профессиональные услуги металлообработки. Наши специалисты с радостью возьмут на себя весь спектр работ — от заказа и поставки металла, контроля производственной линии до доставки готовых изделий заказчику!

Производственная компания «Инфанта» производит высокоточную механообработку металлов на фрезерных и токарных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Также компания выполняет сварочные работы, листогибочные, зубофрезерные и прочие. Все виды гальванических покрытий, термическая обработка и многое другое. Высокое качество выполненяемых работ, реальные сроки, военная приемка. Комиссия посредникам, премия снабженцам.

Термообработка производится с целью изменить в нужную сторону твердость металла и состоит из циклов нагрева и резкого охлаждения. Метод ТВЧ — это подогрев заготовки током высокой частоты.

Принцип действия ТВЧ

Смысл поверхностной закалки состоит в обеспечение необходимых параметров только небольшому по толщине слою внешней оболочки детали, оставляя внутреннюю структуру без изменений. Повышение температуры в процессе закалки с использованием ТВЧ основано на том, что протекание высокочастотного переменного по индуктору из меди образует вокруг того магнитное поле.

Оно индуцирует в стали вихревые токи, за счет чего и происходит нагрев. Неравномерное распределение токов по сечению детали приводит к сильному нагреву внешнего слоя и практически совсем не затрагивает сердцевину. Глубину прогрева определяет магнитная проницаемость марки закаливаемой стали, электрическое сопротивление и частота тока.

Варьируя этими параметрами можно изменять толщину закаленного слоя.

Индукционный нагрев ТВЧ на данный период один из основных способов термической обработки в области машиностроения и металлургии в Новосибирске.

Достоинства метода:

высокая производительность метода сократила трудозатраты, а нагрев только отдельных участков детали в лучшую повлияла на его экономичность;
на поверхности детали после нагрева окисление и обезуглероживание полностью отсутствует;
отсутствует коробление, а значит образование трещин практически исключено;
высокая точность регулировки глубины закалки;
закалка ТВЧ допускает автоматизацию процесса, в результате чего отпадает необходимость межцеховой транспортировки и обеспечивается конвейерный метод работы.

Область применения поверхностной термообработки ТВЧ

Поверхностная закалка Твч в новосибирске позволяет за счет изменения параметров напряжения в индукторе настолько точно выставить глубину закалки, что результат заранее прогнозируем и его контроль существенно облегчен.

Метод в большей степени подходит габаритным деталям, вроде коленвалов или другой аналогичной продукции. Их постепенно проводят через индуктор, закаляя по всей длине.

Поверхностную закалку высокочастотным токам заказывают по отношению к объемным изделиям, прочность и износостойкость которых напрямую зависит от свойств именно поверхностного слоя.

Сайт Obrabotka.net позволяет подобрать нужного исполнителя заказа из области термической обработки Твч в новосибирске. Обширная база сайта позволяет:

в сжатые сроки оформить заказ даже при наличии нестандартных требований;
выбрать исполнителя непосредственно в регионе заказчика;
гарантированно найти предприятие, у которого не возникнет трудностей с выполнением заказа по причине отсутствия нужного оборудования или специалистов нужного уровня.

Источник: https://obrabotka.net/uslugi/termoobrabotka/tvch/v-novosibirske/