Файл: Физические основы электротермического упрочнения стали..pdf

жен быть автоматизирован. Схема установки приведена на рис. 192. На станине 5 расположены две бабки 3 и 8 для фиксирования обраба­ тываемой детали в рабочем положении при помощи пневматиче­ ской системы. Управление перемещением поршня 4 и связанных с ним бабок осуществляется трехпозиционным переключателем 7. На передней бабке 8 смонтирован электродвигатель 9, предназначен­ ный для вращения детали в процессе индукционного нагрева. Вра­ щение от электродвигателя передается на деталь посредством чер­

расположен щиток с вращающимся центром 2. Поршень со штоком перемещается пневматически поворотом переключателя 7. В исход­ ном перед обработкой положении деталь 11 лежит на катках /. Для установки обрабатываемой детали в индуктор обе бабки пере­ водятся в крайнее левое положение и деталь выдвижением штока задней бабки зажимается в центрах. После термообработки пово­ ротом рукояток пнезмопереключателей деталь возвращается в ис­ ходное положение и убирается со станины. Бесконтактное и безынер­ ционное измерения низких температур отпуска осуществляются инфракрасным спектропирометром ИКП-57А, несколько модерни­ зированным для применения в заводских условиях [554]. Узкий спектральный интервал прибора позволяет проводить измерения в области спектра, в котором отсутствуют полосы поглощения газа­ ми заводской атмосферы. Для работы прибора вполне достаточно поле визируемого участка детали размером порядка 1—4 мм2, что имеет весьма существенное значение при измерении температуры отпускаемого участка образца непосредственно под индуктором. При нагреве поверхности детали до требуемой температуры отпуска замыкаются контакты промежуточного реле РП5, которое через кон­ тактор К размыкает цепь нагрева (рис. 193). Применение спектропирометра позволяет использовать «остаточное» тепло после закал-

ки, т. е. проводить контролируемый самоотпуск, уменьшая тем са­ мым склонность к закалочному трещинообразованию. Спектропирометр ИКП-57А представляет собой метрологический прибор, и поэтому его применение целесообразно только на лабораторных установках или для градуировки серийно выпускаемых промыш­ ленностью фотоэлектрических пирометров с пределом чувствитель-

Ремонтное освещение

Ж*

PBJ& РП4

щ

ности по температуре не ниже 250° С. Требуемая глубина отпускае­ мого слоя достигалась при помощи подмагничивания обрабатывае­ мого участка электромагнитом, питаемым постоянным током, с расчетной напряженностью поля в зазоре около 4500 э.

Описанная схема автоматики (см. рис. 193) позволяет работать в двух режимах —ручном и автоматическом. Режим с ручным управлением предназначен главным образом для проверки и налад­ ки всех узлов установки перед работой. Его можно применить и в тех случаях, когда необходимо выполнить только одну из опера­ ций — нагрев, закалку или электроотпуск. При автоматическом ре­ жиме выполняется весь цикл термической обработки по заданной программе. Спектропирометр в момент достижения необходимой

свою очередь контакты К и прекращающего отпуск детали. Затем реле времени размыкает контакты PBIV, возвращая схему в исход­ ное положение.

На установке была выполнена электротермическая обработка опытных партий валов из стали 45ХНМФА. Поверхностной обра­ ботке подвергалась шейка вала диаметром 60 мм на цилиндрическом участке длиной 50мм. После индукцион­

ленного и отпущенного слоев показало, что описанный метод обеспе­ чивает отпуск на всю глубину закаленного слоя.

Применение высоких скоростей нагрева под отпуск, помимо ос­ новного преимущества, удобно еще и тем, что операция отпуска смещается в область более высоких температур. Благодаря этому полнее протекают процессы снятия макронапряжений в обраба­ тываемых участках, что особенно важно для поверхностного упроч­ нения деталей. Требования к точности измерения температуры отпуска снижаются: точность ± 20° С в этом случае вполне достаточ­ на. Технологические преимущества скоростного отпуска заключа­ ются как в уменьшении в десятки и сотни раз времени, затрачи­ ваемого на эту операцию, так и в возможности отказа от громоздких садочных печей для отпуска.

Для локального индукционного отпуска большой партии дета­ лей можно применить простую и надежную методику бесконтакт­ ного контроля температуры, основанную на моделировании условий

282 нагрева. С рабочего индуктора снимается часть энергии ТВЧ для

нагрева эталона —трубки из никеля с приваренной термопарой, э. д. с. от которой подается на любое выключающее устройство с достаточным быстродействием. Градуировка шкалы отключающего прибора проводится по показаниям термопары, приваренной к на­ греваемой детали. Подвижный контакт и спай термопары ставят в такое взаимное положение, при котором условия теплоотвода в эталоне и в глубинные слои детали одинаковы (подбираются опыт­ ным путем). Заданная температура отпуска обеспечивается с точ­

видим, повышение скорости нагрева при отпуске всего до 20 град/сек

ность стали, как можно судить по относительному удлинению, ме­ нее чувствительна к скорости нагрева, хотя и наблюдается тенден­ ция к повышению ее почти при всех температурах отпуска. Электронномикроскопические исследования тонких фольг отпущенных в печи и электроотпущенных сталей подтвердили вывод об изменяю­ щейся кинетике распада мартенсита при увеличении скорости на­ грева. В электроотпущенной при 300° С стали хорошо различимы пластины частично отпущенного мартенсита с карбидами игольча­ той формы, а в стали после печного отпуска при этой же температу­ ре и выдержке в течение 1 ч распад мартенсита в основном завершил­ ся. Отличие в структурах сохраняется и при нагреве до 600° С. При печном отпуске в стали появляются признаки коагуляции карбидов, тогда как при скоростном нагреве под отпуск продукты распада мар­ тенсита сохраняют форму мартенситных пластин.