Гартування струмом високої частоти

Високочастотне гартування-це поверхневе гартування при нагріванні металу індукованим у ньому змінним струмом високої частоти. Метод базується на виникненні ЕРС і струму в провіднику, який знаходиться біля провідника, по якому тече струм. Глибина шару, що нагрівається, тим менша, чим вища частота струму. Крім того, глибина загартованого шару залежить від тривалості нагріву, коли тепло поширюється в глибину виробу за рахунок теплопровідності. Після завершення нагрівання поверхневого шару на задану температуру необхідно провести охолодження. В зв’язку з великою швидкістю нагріву СВЧ, яка в деяких випадках сягає 1´10^{5 0}С/с, для завершення перетворень в сталі при нагріві Ф + П ® А або П + Ц ® А необхідний перегрів для прискорення дифузійних процесів і він повинен бути тим більшим, чим більша швидкість нагрівання (рисунок 2.11 ).

Нагрівання під гартування СВЧ проводиться в спеціальних індукторах, які підєднуються до генератора СВЧ; охолодження – спрейєрним пристроєм, або зануренням нагрітого виробу у воду.

Короткочасність нагріву при гартуванні СВЧ обумовлює формування мілкозернистої структури, мілкоголчастого мартенситу, більш високої твердості, чим при звичайному гартуванні на 3…5 HRC. В зв’язку з цим і зносостійкість при такому гартуванні теж більш висока. Так, знос в мм³´10^-3 для сталі У10 після звичайного гартування складає 280, а при гартуванні СВЧ – 120. Для сталі У12 відповідно 130 і 80. Зносостійкість середньовуглецевих сталей, загартованих СВЧ, близька до зносостійкості цементованих сталей.

 

 

Рисунок 2.11– Вплив швидкості нагріву на температуру гартування різних сталей: 1 – 0,4% С; 2 - 0,4% С + 3-5% карбідоутворюючих; 3 – 0,8-1,2% С; 4 – 1%С + 3-5% карбідоутворюючих; 5 - 1%С + 9-18% карбідоутворюючих

Гартуванню СВЧ зазвичай піддають сталі з вмістом вуглецю більше 0,35%.

Для високочастотного гартування використовують способи: одночасного гартування, послідовний і безперервно-послідовний.

Спосіб одночасного гартування застосовують для багатьох виробів: швейних голок, гвинтів, свердел, мітчиків, осей, прямих і колінчастих валів, кулачкових і шліцевих валів, шестерень, важелів перемикання коробки передач і т.д. Якщо площа поверхні, що гартується, значна і одночасне гартування неможливе або економічно недоцільне, то застосовують інші способи.

При послідовному способі гартування по черзі нагрівають і гартують окремі ділянки. Так, наприклад, гартують шестерні великого модуля - кожен зуб окремо.

Безперервно-послідовним способом гартують валки станів холодної прокатки, правильні валки, шийки великих валів, осі, гільзи робочих циліндрів двигунів, великогабаритні кільця поршнів, станини верстатів, гусеничні траки (по бігових доріжках), лемехи плугів і т.д.