Твч поверхностная закалка: GH INDUCTION | Page not found

alexxlab | 04.01.1995 | 0 | Разное

Содержание

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО НАГРЕВА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ: ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Иванцивский В.В.1, Скиба В.Ю.2, Рубцова Н.С.3, Скиба П.Ю.4

1Доктор технических наук, доцент, 2ORCID: 0000-0002-8242-2295, Кандидат технических наук, доцент, 3студент, 4студент, Новосибирский государственный технический университет

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО НАГРЕВА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ: ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ

Аннотация

Объектом данных исследований является поверхностная закалка высокоэнергетическим нагревом токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ). Данному источнику энергии свойственно весьма сложное распределение энергии по толщине нагреваемого слоя. Теоретически обоснована и практически доказана возможность возникновения жидкой фазы в глубине поверхностного слоя при поверхностной закалке стальных деталей с использованием высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты и душевого охлаждения. Это может являться причиной образования в глубине материала микрообъемов расплавленного металла, приводящее к существенному снижению качества обрабатываемого изделия. Следовательно, при назначении технологических режимов, необходимо учитывать характерные особенности обработки данными источниками нагрева.

Ключевые слова: поверхностная закалка, токи высокой частоты, конструкционная сталь, жидкая фаза.

Ivancivsky V.V.1, Skeeba V.Yu.2, Rubtsova N.S.3, Skeeba P.Yu.4

1PhD in Engineering, Associate professor, 

2ORCID: 0000-0002-8242-2295, PhD in Engineering, Associate professor, 3 Student, 4 Student, Novosibirsk State Technical University

SURFACE HARDENING USING HIGH-ENERGY HEATING BY HIGH FREQUENCY CURRENTS: FEATURES OF THE DISTRIBUTION OF TEMPERATURE FIELD

Abstract

The target of the research is high-energy heat hardening of the surface by high-frequency currents (HEH HFC). This energy source is characterized by highly complicated energy distribution in the depth of the heated layer, which may cause the formation of micro volumes of molten metal in the depth of the material, leading to a significant reduction in the quality of the workpiece. Quenching of steel 45 using high-frequency induction-heating (440000 Hz) with simultaneous shower water cooling was studied. The possibility of liquid-phase creation in the bulk (appr. 0.2 mm) in the material being treated in the absence of melting on the surface was clearly demonstrated by both numerical simulation of the temperature field in the material during hardening and experimental results. Consequently, when setting the process parameters, it is necessary to take into account the processing characteristics by the given heat sources.

Keywords: surface hardening, high-frequency currents, structural steel, liquid phase.

Введение

Поверхностная закалка стальных деталей с использованием концентрированных источников энергии характеризуется высокими скоростями нагрева (десятки тысяч градусов в секунду) [1 – 5]. В этих условиях для завершения процесса аустенитизации разогрев стали осуществляют вплоть до температуры плавления. При использовании поверхностных источников нагрева (лазер, плазма и др.) максимальные значения температур, безусловно, наблюдаются именно на поверхности материала. Однако для объемных источников энергии (электронный луч, токи высокой частоты) данный факт не очевиден. Это объясняется, прежде всего, физической природой объемного источника, то есть закономерностью распределения энергии по глубине нагреваемого слоя [6]. Так в работах [7, 8] показана возможность образования в глубине материала микрообъемов расплавленного металла при нагреве в воздушной атмосфере с использованием электронного пучка. На данных участках при поверхностной закалке заэвтектоидной стали была зафиксирована структура ледебурита, характерная для термической обработки чугунов.

При нагреве сталей в воздушной среде с использованием концентриро-ванного электронного пучка распределение выделяемой энергии в материале носит подобный характер, как и при высокоэнергетическом нагреве токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) [6, 9]. В этом случае при поверхностной закале с использованием ВЭН ТВЧ можно так же ожидать возможность возникновения локальных объемов жидкой фазы в глубине материала.

Целью данной работы является определение наиболее теплонапряженного слоя при высокоэнергетическом нагреве токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) стальных деталей с использованием душевого охлаждения.

Описание эксперимента

ВЭН ТВЧ позволяет реализовать удельные мощности при непрерывно-последовательном способе нагрева порядка 300 МВт/м2. Характерные особенности присущие ВЭН ТВЧ заключаются в следующем. Для максимальной концентрации энергии в локальном объеме материала нагрев осуществляется при частоте тока 440000 Гц. Инструментом является индуктор петлевого типа, изготовляемый плоским с минимальной шириной активного провода индуктора (bmin = 1,2 мм) и оснащенный ферритовым магнитопроводом с высокой магнитной проницаемостью. Обработка осуществляется с минимальными технологически возможными зазорами δ = 0,1…0,5 мм. С целью устранения возможности перегорания активного провода и обеспечения надежного отвода теплоты толщина стенок индуктора составляет a = 0,12…0,15 мм.

При нагреве ТВЧ источником выделения энергии являются вихревые токи, возникающие в материале при воздействии переменных магнитных и электрических полей. Величина удельной мощности нагрева будет определяться плотностью тока

J, характер изменения которого по глубине металла описывается зависимостью .

Здесь JZ – плотность тока на глубине Z; J0 – плотность тока на поверхности; ρe – удельное электрическое сопротивление; f – частота тока; μ0 – абсолютная магнитная проницаемость вакуума; μ – относительная магнитная проницаемость материала.

При нагреве стали, изменяются ее удельное электрическое сопротивление и магнитная проницаемость, причем удельное сопротивление возрастает вплоть до точки магнитных превращений, после чего его рост замедляется. Магнитная проницаемость слабо зависит от температуры примерно до 650…700 0С, после чего быстро уменьшается и достигает величины, примерно равной магнитной проницаемости вакуума. Из вышеизложенного следует, что распределение энергии по глубине материла, не является постоянным.

Кинетические кривые нагрева ТВЧ поверхности изделия имеют перегиб в интервале температур 700…800 оС. Процесс нагрева разделяется на начальный этап с большой почти постоянной скоростью нарастания температуры и этап замедленного нагрева выше температуры потери сталью магнитных свойств. Основной причиной замедления нагрева в точке магнитных превращений является перераспределение энергии по сечению изделия. Действительно, в процессе нагрева всегда создается некоторый температурный градиент по сечению обрабатываемого объекта. Величины ρe и μ зависят от температуры материала. Распространение электромагнитного процесса происходит, таким образом, в среде с переменными ρe и μ. В работе [10] рассмотрен случай, когда материал как бы состоит из двух слоев, имеющих разные

reи m. Если первый слой нагрет выше температуры 800 0С, а второй не подвергся нагреву (20 0С), то распределение вихревого тока точно соответствовало бы зависимости, представленной на рис. 1.

Следовательно, при условии, когда верхний слой материала потерял ферромагнитные свойства, а нижележащий слой нагрет до температуры не превышающий температуры точки Кюри, происходит перераспределение плотности тока. Максимум энерговыделения смещается от поверхности в слой, не потерявший ферромагнитные свойства.

Рис. 1 – Распределение плотности тока по глубине в двухслойной среде

В процессе моделирования температурных полей в сталях при ВЭН ТВЧ по алгоритму, представленному в работе [9], было установлено, что при определенном сочетании режимов нагрева температура нижележащего слоя может достигать более высоких значений, чем на поверхности (рис. 2). Так температура слоя на глубине

Z = 0,2 мм от поверхности, достигает значений температуры плавления материала, в то время как температура поверхностного слоя ниже этого значения. Это происходит за счет того, что при разогреве поверхностного слоя до температуры точки Кюри Тк, когда сталь теряет ферромагнитные свойства, большая часть энергии выделяется в

Рис. 2 – Термические циклы, реализуемые на различной глубине поверхностного слоя при нагреве ВЭН ТВЧ: материал – сталь 45; qи = 200 МВт/м2, Vд = 60 мм/с,  Rи = 1,2 мм;  1Z = 0; 2Z = 0,2 мм; 3Z = 0,8 мм

нижележащем слое. При этом в поверхностном слое происходит интенсивный отбор тепла охлаждающей жидкостью, подающейся непосредственно в зону нагрева, в то время как в нижележащем слое отвод тепла регламентируется условиями теплопроводности. В этом случае становится возможным образование жидкой фазы не на поверхности, а в более глубоких слоях нагреваемого металла.

Для подтверждения полученных результатов моделирования температурных полей был проведен эксперимент, реализующий режимы нагрева, приведенные на рис. 2. В процессе обработки цилиндрического образца было зафиксировано возникновение автоколебаний индуктора, вызванного периодическими выбросами расплавленного металла на поверхность.

Обсуждение результатов

Это явление можно объяснить следующим образом. В данных условиях источник энергии является медленно движущимся, то есть скорость теплопередачи выше скорости движения источника. Поэтому в начальный момент нагрева не наблюдается расплавления металла (рис. 2). Через определенный момент времени температура на глубине порядка 0,2 мм достигает значений температуры плавления металла (кривая 2). В этом случае в приповерхностном слое в зоне, расположенной непосредственно под индуктором, происходит образование замкнутого объема расплавленного металла. Тепловое расширение расплава приводит к возрастанию давления в данном объеме. Поверхностный слой металла, разогретый до высоких температур (кривая 1), становится пластичным. Это приводит к кинжальному проплавлению, то есть расплавленный металл из нижележащего слоя  выбрасывается наружу, оставляя на поверхности образца кратер (лунку), а так же наплывы и капли расплавленного металла (рис. 3).

Следует отметить, что при определенных сочетаниях режимов поверхностной закалки оплавление материала может начинаться и с поверхностного слоя. Однако, как видно на рис. 3, следов оплавления

Рис. 3 – Лунка, образовавшаяся на поверхности образца после выброса расплавленного металла (а) и фрагмент поверхности внутри лунки (б)

металла до лунки не наблюдается. Отсутствие следов оплавления после лунки объясняется тем, что в процессе выброса расплавленного металла происходит уменьшение зазора между активным проводом индуктора и обрабатываемой поверхностью, что приводит к увеличению интенсивности магнитного поля между индуктором и нагреваемым объектом. Это, в свою очередь, приводит к возрастанию отталкивающего удельного механического усилия между индуктором и деталью, что вызывает упругую деформацию токоподводящих медных трубок и, как следствие, происходит увеличение зазора и снижению удельной мощности нагрева. После прохождения зоны расплавления за счет упругости индуктора величина зазора восстанавливается, и цикл нагрева поверхности детали повторяется. Именно с этим связана периодичность возникновения на образцах следов проплава металла. При этом следует подчеркнуть, что в процессе обработки не наблюдалось замыкания активного провода индуктора с обрабатываемой поверхностью, что привело бы к короткому замыканию и плавлению меди активного провода индуктора, приводящих к его разрушению. Для подтверждения данного факта был проведен микрорентгеноспектральный анализ оплавленного слоя, который показал отсутствие следов меди в расплаве.

Выброс расплавленного металла происходит не по всей ширине обрабатываемого образца, а в двух локальных зонах. Это объясняется достаточно трудоемкой технологией изготовления индуктора для реализации высокоэнергетического нагрева ТВЧ. При этом весьма сложно обеспечить абсолютную прямолинейность активного провода индуктора. Его профиль имеет отклонения от прямолинейности в пределах 0,02…0,04 мм, что, безусловно, сказывается и на уровне удельной мощности нагрева. Наиболее глубокий проплав металла происходит именно в тех двух зонах, где зазор между индуктором и обрабатываемой поверхностью был минимальным.

На рис. 4 представлены снимки различных участков зоны оплавления металла, зафиксированные на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss

Рис. 4 – Фрагменты зоны, соответствующей начальной стадии проплавления металла

EVO50 XVP. Наличие жидкой фазы металла, интенсивное охлаждение с поверхности за счет подачи охлаждающей жидкости непосредственно в зону нагрева и  интенсивный отвод тепла вглубь металла за счет теплопроводности позволяет сделать вывод о возможности получения переохлажденного расплава. Как видно из рисунков на поверхности лунок формируется дендритное построение материала. Кристаллизация металла происходила в условиях быстрого охлаждения, что привело к возникновению значительных по величине градиентов напряжений, и, как следствие, к возникновению микротрещин.

Вывод

Таким образом, на основании проведенных исследований сделан вывод о том, что назначать режимы поверхностной закалки с использованием ВЭН ТВЧ с одновременным душевым охлаждением необходимо исходя из наиболее теплонапряженного слоя. Так, например, для стали 45 максимальные значения температур реализуются на глубине 0,15…0,2 мм.

Список литературы / References

  1. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Зуб Н.П. Методика назначения режимов обработки, обеспечивающих рациональное распределение остаточных напряжений при поверхностной закалке ВЭН ТВЧ // Научный вестник НГТУ. -2008. -№ 3 (32). – С. 83-94.
  2. Скиба В.Ю. Обеспечение требуемого характера распределения остаточных напряжений при упрочнении высокоэнергетическим нагревом токами высокой частоты // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). -2007. -№ 2 (35). -С. 25-27.
  3. Структура износостойких плазменных покрытий после высокоэнергетического воздействия ТВЧ / Ю.С. Чёсов, Е.А. Зверев, В.В. Иванцивский, В.Ю. Скиба, Н.В. Плотникова, Д.В. Лобанов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). -2014. -№ 4 (65). -С. 11-18.
  4. Formation of high-carbon abrasion-resistant surface layers when high-energy heating by high-frequency currents / N.V. Plotnikova, V.Y. Skeeba, N.V. Martyushev, R.A. Miller, N.S. Rubtsova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol.156. – P.012022
  5. Skeeba V. Quality improvement of wear-resistant coatings in plasma spraying integrated with high-energy heating by high frequency currents / V. Skeeba, V. Pushnin, D. Kornev // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 788. – P. 88-94.
  6. Numerical Simulation of Temperature Field in Steel under Action of Electron Beam Heating Source / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, N.V. Martyushev, D.V. Lobanov, N.V. Vakhrushev, A.K. Zhigulev // Key Engineering Materials. – 2016. – Vol. 712. – P. 105–111.
  7. The features of steel surface hardening with high energy heating by high frequency currents and shower cooling / V.V. Ivancivsky, V.Y. Skeeba, I.A. Bataev, D.V. Lobanov, N.V. Martyushev, O.V. Sakha, I.V. Khlebova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol.156. – P.012025.
  8. Особенности структурных превращений в сталях, обусловленные использованием источников высококонцентрированной энергии / А.А. Батаев, И.А. Батаев, В.Г. Буров, В.В. Иванцивский // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2004. -№ 4(25) – С. 18-19.
  9. Иванцивский В.В. Численное моделирование температурных полей в материалах при упрочнении с использованием концентрированных объемных источников нагрева // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2004. – № 2. – С. 161-172.
  10. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение – М.-Л.,: Энергия, 1965. – 552 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Ivancivsky V.V., Skeeba V.Yu., Zub N.P. Metodika naznacheniya rezhimov obrabotki, obespechivayushchikh ratsional’noe raspredelenie ostatochnykh napryazhenii pri poverkhnostnoi zakalke VEN TVCh [Method of determining processing modes, ensuring the rational distribution of residual stresses in surface hardening HEH HFC] // Nauchnyi vestnik NGTU [Science Bulletin of Novosibirsk State Technical University]. -2008. № 3 (32). P. 83-94. [in Russian]
  2. Skeeba V.Yu. Obespechenie trebuemogo kharaktera raspredeleniya ostatochnykh napryazhenii pri uprochnenii vysokoenergeticheskim nagrevom tokami vysokoi chastoty [Providing the required character of the residual stress distribution for hardening high-energy high-frequency heating] // Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) [Metal Working and Material Science]. -2007. № 2 (35). P. 25-27. [in Russian]
  3. Chesov Yu.S., Zverev E.A., Ivancivsky V.V., Skeeba V.Yu., Plotnikova N.V., Lobanov D.V. Struktura iznosostoikikh plazmennykh pokrytii posle vysokoenergeticheskogo vozdeistviya TVCh [Structure of wear resistant plasma coatings after high-energy treatment using high-frequency currents]. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) [Metal Working and Material Science]. – 2014. №. 4 (65). P. 11-18. [in Russian]
  4. Formation of high-carbon abrasion-resistant surface layers when high-energy heating by high-frequency currents / N. V. Plotnikova, V. Y. Skeeba, N. V. Martyushev, R. A. Miller, N. S. Rubtsova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. V.156. P.012022. [in English]
  5. Skeeba V. Quality improvement of wear-resistant coatings in plasma spraying integrated with high-energy heating by high frequency currents / V. Skeeba, V. Pushnin, D. Kornev // Applied Mechanics and Materials. – 2015. V. 788. P. 88-94. [in English]
  6. Skeeba V.Yu., Ivancivsky V.V., Martyushev N.V., Lobanov D.V., Vakhrushev N.V., Zhigulev A.K. Numerical Simulation of Temperature Field in Steel under Action of Electron Beam Heating Source // Key Engineering Materials. – 2016. V. 712. P. 105–111. [in English]
  7. The features of steel surface hardening with high energy heating by high frequency currents and shower cooling / V.V. Ivancivsky, V.Y. Skeeba, I.A. Bataev, D.V. Lobanov, N.V. Martyushev, O.V. Sakha, I.V. Khlebova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. V. 156. P.012025. [in English]
  8. Bataev A.A., Bataev I.A., Burov V.G., Ivancivsky V.V. Osobennosti strukturnykh prevrashchenii v stalyakh, obuslovlennye ispol’zovaniem istochnikov vysokokontsentrirovannoi energii [Features of structural transformations in steels based on highly concentrated energy sources]. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) [Metal Working and Material Science]. – 2004. № 4(25). P. 18-19. [in Russian]
  9. Ivancivsky V.V. Chislennoe modelirovanie temperaturnykh polei v materialakh pri uprochnenii s ispol’zovaniem kontsentrirovannykh ob”emnykh istochnikov nagreva [Numerical modeling of temperature fields in materials hardening using concentrated volumetric heat sources]. Nauchnyi vestnik NGTU [Science Bulletin of Novosibirsk State Technical University], 2004, no. 2, pp. 161-172. [in Russian]
  10. Babat G.I. Induktsionnyi nagrev metallov i ego promyshlennoe primenenie [Induction heating of metals and its industrial application]. Moscow-Leningrad, Energiya Publ., 1965. 552 P.

Качественная Закалка ТВЧ стали и чугунов, сплавов по приемлемым ценам.

       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 +7(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 Rz4…40 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;

  • ТВЧ шлицевых валов;   

  • Закалка твч валов и валков;
  • Термообработка многоручьевых шкивов;

  • Закалка твч плоских деталей: плит, кулачков, захватов и др.

Поверхностная закалка стали при нагреве токами высокой частоты

Лозинский М. Г., Поверхностная закалка стали при нагреве токами высокой частоты, Металлургиздат, 1940.  [c.154]

ПОВЕРХНОСТНАЯ ЗАКАЛКА СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ  [c.135]

Поверхностной называется такая закалка, при которой высокую твердость приобретает лишь часть поверхностного слоя стали. Она отличается от всех рассмотренных ранее способов закалки методом нагрева. При такой обработке до температуры закалки нагревают только поверхностный слой изделия. При быстром охлаждении лишь этот слой подвергается закалке. Остальная часть не закаливается и сохраняет структуру и свойства, которые были до закалки. Наибольшее распространение получила поверхностная закалка с индукционным нагревом токами высокой частоты. Этот высокопроизводительный, прогрессивный метод термической обработки обеспечивает повышение механических свойств стали, в том числе предела текучести, усталости и твердости, исключает возможность обезуглероживания, уменьшает опасность окисления поверхности изделий и их деформации, создает предпосылки для комплексной механизации и автоматизации процесса закалки. По данным автомобильного завода, высокочастотная закалка обходится в два—шесть раз дешевле, чем другие процессы поверхностного упрочнения.  [c.215]


В зависимости от марки стали полностью обработанную (начерно и начисто) заготовку шпинделя подвергают термической обработке. Наиболее распространенным способом такой обработки является поверхностная закалка с применением нагрева токами высокой частоты (ТВЧ). При этом способе тепло образуется в поверхностном слое обрабатываемой заготовки, а основная масса металла вследствие кратковременности нагрева (0,5…20 с) не нагревается, что предохраняет заготовку от деформации и предотвращает образование окалины на поверхности. Глубину закаливаемого слоя можно автоматически  [c.401]

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон) 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм ). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза.  [c.245]

Поверхностная закалка при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.) обеспечивает значительное снижение чувствительности материала к концентрации напряжений. В зависимости от сорта стали предел выносливости гладких образцов повышается на 40— 100% по сравнению с исходным состоянием. Упрочнению следует подвергать всю рабочую поверхность детали, так как место перехода упрочненной части в неупрочненную оказывается ослабленным.  [c.29]

За последние годы большое распространение в промышленности получила поверхностная индукционная закалка стали и чугуна при нагреве токами высокой частоты (т. в. ч.) по методу чл.-корр. АН СССР В. П. Вологдина. Основное преимущество индукционной закалки — возможность получения закаленного слоя заданной глубины и ее большая производительность.  [c.135]


Для деталей, работающих при сравнительно невысоких удельных давлениях и скоростях, можно значительно упростить процесс обработки тех деталей, которые требуют высокой поверхностной твердо сти, применением поверхностной закалки сталей с содержанием угле рода 0,4—0,6%. В последнее время наибольшее распространение по лучает поверхностная закалка при нагреве токами высокой частоты  [c.73]

При вращении шпинделя сверлить можно на всю длину с одной установки. Если же вращать сверло, то для меньшего его увода сверлить следует до половины длины с одного конца и вторую половину — с другого конца, т. е. за две установки с базированием по обточенным шейкам. Затем зенкеруют отверстие с переднего конца коническим зенкером на вертикально-сверлильном станке, с последующим растачиванием конического отверстия с переднего и заднего концов, с одновременным подрезанием обоих торцов на токарном станке. Затем заготовка подвергается термической обработке, которая зависит от выбранной марки стали и преследует цель повышения износостойкости поверхностей опорных шеек и других поверхностей с сохранением сырой сердцевины. Термическая обработка не должна вызывать заметных деформаций шпинделя. Применяется поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты.  [c.370]

Поверхностная закалка стали, применяемая для получения высокой твердости в поверхностном слое при сохранении вязкой сердцевины, что обеспечивает износоустойчивость и одновременно высокую динамическую прочность детали. Достигается путем быстрого нагрева до необходимой температуры только поверхностного слоя, что чаще всего производится токами высокой частоты (закалка ТВЧ),  [c.32]

М 255. В деталях, изготовленных из углеродистой стали, можно получить после закалки высокую твердость в поверхностных слоях (при сохранении вязкой сердцевины) различными способами химико-термической обработкой (цементацией) закалкой с нагревом токами высокой частоты обычной закалкой (в последнем случае в деталях диаметром более 20 мм вследствие того, что углеродистая сталь обладает небольшой прокаливаемостью).  [c.311]

В деталях, изготовленных из углеродистой стали, можно получить после закалки высокую твердость в поверхностных слоях (при сохранении вязкой сердцевины) различными способами химико-термической обработкой (цементацией) закалкой с нагревом токами высокой частоты обычной закалкой  [c.330]

В улучшаемых сталях поверхностной закалкой можно получить твердый слой при улучшенной сердцевине. Для этого с помощью автогенной горелки высокой мощности или индукционным нагревом токами высокой частоты тепло так быстро подводят, что только небольшой поверхностный слой нагревается до температуры закалки затем поверхность охлаждается струей воды, следующей за горелкой. Эти методы в особенности оправдали себя при закалке шеек коленчатого вала.  [c.293]

При поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты возникают значительные остаточные напряжения под твердым слоем [34] и поэтому данным способом термообработки подвергаются только зубчатые колеса, изготовленные из легированных сталей, содержащих ванадий, А так как эти стали дороги, то и поверхностная закалка токами высокой частоты имеет ограниченное применение. Стойкость поверхностно закаленных зубьев при циклических контактных напряжениях ниже, чем зубьев цементированных.  [c.99]

Наибольший к. п. д. червячной передачи, наименьшее выкрашивание рабочих поверхностей, большая надежность работы передачи в отношении заедания достигаются при цементованных полированных червяках с твердостью рабочих поверхностей Нр = 56 ч- 62, а также поверхностно закаленных с нагревом токами высокой частоты или газовой горелкой до = = 45 ч- 57. При этом червяки из обычных углеродистых сталей лучше подвергать поверхностной закалке кислородно-ацетиленовым пламенем или токами высокой частоты.  [c.110]

Поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты достаточно распространенный метод упрочнения, при котором в поверхностном слое реализуется классическая схема закалки, основанная на превращении аустенита в мартенсит. Толщина упрочнённого слоя достигается регулированием глубины прогрева деталей при равном по всему объёму содержании углерода которое должно превышать 0,3%. Максимальная твёрдость на поверхности за счёт высокой скорости нагрева и кратковременной выдержки на 5-7 НКС выше твердости тех же сталей, закалённых нри нечном нагреве.  [c.26]


Положение критических точек у железоуглеродистых сплавов зависит не только от содержания в них углерода, но и от скорости их охлаждения, а у специальных сталей и чугунов — также и от содержания в них легирующих элементов. Чем больше скорость охлаждения, тем ниже температуры критических точек чугуна и стали. Поэтому для каждой марки стали температуры критических точек устанавливают при определенной скорости охлаждения (с помощью специальных приборов— дилатометров). Скорость же нагрева на положение критических точек практически не оказывает влияния, за исключением весьма больших скоростей (например, при нагреве стали под поверхностную закалку токами высокой частоты весьма большие скорости нагрева приводят к сильному повышению температуры критических точек).  [c.183]

Закалка повышает прочность, твердость и упругость стали. С увеличением содержания углерода в стали твердость ее при закалке повышается. Температура нагрева стали при этом должна быть 760—850 °С. Чем меньше в стали углерода, тем больше должен быть ее нагрев. Различают сплошную и поверхностную закалку. При сплошной закалке сталь нагревают в термической печи, горне или в расплавленной соли. После нагрева ее быстро охлаждают в воде, масле или в других жидкостях. Для получения равномерной закалки нагретое изделие быстро опускают в охлаждающую жидкость и перемещают его в ней до полного охлаждения. Поверхностная закалка стали осуществляется токами высокой частоты.  [c.84]

К числу перспективных способов возможного повышения стойкости штампов относится применение токов высокой частоты для нагрева под закалку, что позволяет получить высокую поверхностную твердость при вязкой сердцевине даже для хорошо прокали вающихся сталей.  [c.269]

Способ поверхностной закалки с нагревом т. в. ч. впервые предложенный В. П. Вологдиным, основан на явлении электромагнитной индукции и неравномерном выделении теплоты по сечению детали. Подлежащая закалке деталь помещается в определенное магнитное поле, создаваемое индуктором (катушкой) при пропускании через него переменного тока высокой частоты. Деталь помещается в индуктор с зазором 2—4 мм. По закону электромагнитной индукции в части детали, находящейся лод воздействием магнитного потока, будет индуктироваться ток частоты, одинаковой с частотой тока, пропускаемого через индуктор. Индуктированный ток не распределяется равномерно по всему сечению детали, а протекает только по слою, глубина которого соответствует глубине проникновения тока при этом плотность тока будет наибольшей у поверхности детали. Благодаря тепловому действию тока происходит быстрый (обычно 2—10 с) нагрев поверхностных слоев детали, в которых возбуждаются токи. По достижении температуры закалки ток выключается и через отверстия в индукторе под давлением подается охлаждающая жидкость, обычно вода. Происходит закалка поверхности детали на определенную глубину. При высоких скоростях охлаждения, превышающих критические значения для данной марки сталей, в закаленном слое возникает структура мартенсита, характеризующаяся высокой твердостью и износостойкостью. Остаточные напряжения сжатия, образующиеся в поверхностном слое закаленной т. в. ч. детали, повышают ее усталостную прочность.  [c.313]

Закалка — термическая операция, заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью в закалочной среде. Цель закалки — повышение прочности и износостойкости (за счет увеличения твердости) изделий. Закалка может быть объемной (нагрев и превращения по всему объему изделия) и поверхностной (нагрев, например, токами высокой частоты и превращения в поверхностном слое). Режимы закалки различных материалов даны в работе [13]. Температуры основных видов термической обработки углеродистой качественной конструкционной стали приведены в табл. 6.  [c.107]

В нашей литературе, в отличие от зарубежной, редко применяются диаграммы анизотермического превращения при нагреве для анализа кинетики превращения в сталях в зависимости от скорости нагрева. Между тем в ряде случаев термической обработки (поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем) и практически в любых случаях сварки использование этих диаграмм весьма целесообразно.  [c.83]

Типичное распределение температуры по сечению изделия при индукционном нагреве приведено на фиг. 169, где показано что при нагреве на глубину меньшую или равную глубине проникновения тока распределение температуры является благоприятным (кривая /). 1 В пределах нужной глубины температура меняется очень незначительно и, следовательно, после быстрого охлаждения закаленный слой будет иметь однородную структуру по всей глубине. Если глубина проникновения мала по сравнению с требуемой глубиной закалки (частота тока слишком велика), температура в пределах нагретого слоя меняется резко, и поверхностные слои могут оказаться перегретыми (кривая 2). Перепад температур в пределах нагретого слоя может быть уменьшен за счет снижения скорости нагрева. Однако такой режим обычно энергетически не выгоден и не обеспечивает высокого качества закалки. Применение больших скоростей нагрева для термической обработки стали потребовало пересмотра температурных режимов нагрева.  [c.257]

В выборе марки стали надо стремиться к наиболее дешевой и простой в технологии производства стали без дефицитных легирующих элементов. При назначении технологических процессов термической обработки следует применять наиболее совершенную и передовую технологию. Необходимо проанализировать возможность применения новых методов термической обработки (изотермического отжига, отжига горячих слитков и заготовок, использование поверхностной закалки, применение ступенчатой закалки, обработки холодом ИТ. п.), возможность ускорения процессов нагрева за счет применения более совершенных печей и нагревательных аппаратов, введения новых методов электронагрева (токами высокой и низкой частоты, нагрева в электролитах, непосредственного электронагрева и других).  [c.290]


В отличие от НТМО, ВТМО не требует прессового оборудования большой мощности. Однако существенным недостатком ВТМО являются определенные технологические трудности, связанные с необходимостью во многих случаях подавлять процесс рекристаллизации [161]. Так, проведение ВТМО конструкционных легированных сталей в условиях прокатки при температуре 800—1100° возможно только на сечениях толщиной около 10 ММ] дальнейшее увеличение толшины заготовок приводит к развитию процесса рекристаллизации и к снятию эффекта упрочнения. В то же время одним из перспективных направлений в использовании ВТМО является аналогичная по технологии обработка поверхностных слоев изделий [131, 132] поверхность детали или отдельные ее участки (в особенности в местах концентрации напряжений) могут быть упрочнены в результате локального екоростного индукционного нагрева токами высокой частоты, совмещаемого с последующей местной пластической деформацией и закалкой [161].  [c.79]

Поверхностная зака лк а зубьев с нагревом токами высокой частоты (т.в.ч.) целесообразна для шестерен с модулем т 2 мм, работающих с улучшенными колесами, ввиду хорошей приработки зубьев. При малых модулях мелкий зуб прокаливается насквозь, что делает его хрупким и сопровождается короблением. Для закалки т.в.ч. используют стали 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ.  [c.124]

В некоторых случаях требуется сообщить детали высокую поверхностную твердость и износостойкость при сохранении вязкой сердцевины. Это достигается поверхностной закалкой или химико-термической обработкой. Поверхностная закалка заключается в нагреве с большой скоростью поверхностного слоя металла до температуры выше интервала превращений и последующем быстром охлаждении. Этот метод применяется для закалки шеек коленчатых валов, зубьев шестерен, шпинделей, направляющих станков и других деталей, изготовляемых главным образом из углеродистых и низколегированных сталей. Нагрев деталей при поверх-но стной закалке, как правило, осуществляется при помощи токов высокой частоты. Может также применяться нагрев газовым пламенем или Электроконтактным шо собом по методу проф. Гевелинга.  [c.11]

В отличие от большинства прочих способов поверхностной закалки, при закалке с нагревом токами высокой частоты перегрева поверхностного слоя, как правило, не происходит, и структура поверхностного слоя состоит из бесструктурного или мелкоигольчатого мартенсита. Твердость закаленного поверхностного слоя неизменно получается несколько выше (на 1—2 единицы по Роквеллу) твердости поверхностного слоя детали, изготовленно из той же марки стали и подвергнутой обычной закалке. Следовательно, выше и износостойкость. Это — первое из значительных металловедческих преимуществ закаленных деталей, нагретых токами высокой частоты.  [c.175]

Поверхностной закалке подвергаются детали из среднеуглеродистых и легированных сталей (Ст40, 40Х, 40ХН и др.). Она достигается нагревом поверхностных слоев металла главным образом токами высокой частоты (ТВЧ) или ацетилено-кислородным пламенем и последующим охлаждением. При обоих способах закаливаются только поверхностные слои металла, нагретые выше точки Асз на диаграмме железо — углерод . Толщина закаленного слоя 2,5—4 мм находится в пределах 40—50 ИКС, но может быть снижена за счет отпуска.  [c.62]

В случаях, когда к разным частям и поверхностям одной детали предъявляются различные требования (прочность, жесткость, контактная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии и др.), при выборе материала применяют принцип местного качества . Сущность его заключается в том, что для удовлетворения различных требований соответствующие части и поверхности детали подвергают специальной обработке или деталь делают из нескольких соединенных между собой неподвижно элементов из разных материалов. Например, для повыщения контактной прочности и износостойкости зубья стальных колес подвергают поверхностной закалке с нагревом токами высокой частоты и последующими шлифованием или притиркой цапфы валов из малоуглеродистой сгали (сталь 20), охватываемые подшипниками скольжения для повышения износостойкости и уменьшения потерь на трение, подвергают цементации, закалке и шли-  [c.186]

Поверхностная закалка токами высокой частоты (т. в. ч.) или пламенем ацетиленовой горелки обеспечивает HR 48.. . 54 и применима для сравнительно крупных зубьев (т 5 мм). При малых модулях опасно прокаливание зуба насквозь, что делает зуб хрупким и сопровождается его короблением. При относительно тонком поверхностном закаливании зуб искажается мало. И все же без дополнительных отделочных операций трудно обеспечить степень точности выше 8-й. Закалка т. в. ч. требует специального оборудования и строгого соблюдения режимов обработки. Стоимость обработки т. в. ч. значительно возрастает с увеличением размеров колес. Поэтому большие колеса чаще закаливают с нагревом ацетиленовым пламенем. Для поверхностной закалки используют стали 40Х, 40ХН, 45 и др.  [c.143]

Поверхностную закалку обеспечивают в результате нагрева детали токами высокой частоты (ТВЧ) и последующего охлаждения. В связи с тем, что нагреваются лишь поверхностные слои в течение 20…50 с, толщина закаливаемого слоя мала и деформации при закалке невелики. Поэтому можно обойтись без последующего шлифования зубьев (однако это понижает точность на одну-полторы степени). Материалы в этом случае — среднеуглеродистые легированные стали 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. Обычно  [c.252]

Закалка — нагрев стали до температуры 820—930° С (свет-ло-вишневый цвет) и охлаждение в воде, масле или других закалочных средах, выбираемых в зависимости от марки стали и формы закаливаемой детали. При этом достигается высокая твердость детали. Поверхностная закалка детали производится путем поверхностиого нагрева детали током высокой частоты или пламенем ацетиленовой горелки и охлаждением в струе жидкости. При этом поверхность детали получает высокую твердость, а сердцевина остается мягкой, что повышает ударную стойкость. Закалке подвергаются стали с содержанием углерода выше 0,3%. Чем ниже содержание углерода и легирующих элементов, тем выше должна быть скорость охлаждения при закалке.  [c.5]

Высокая твердость рабочих поверхкостсй зубьев обеспечивается обычно с помощью поверхностной закалки токами высокой частоты и химико-термической обработки — цементации, нитроцементации и азотирования. Наилучшие результаты при закалке т. в. ч. получаются в том случае, когда форма закаленного слоя повторяет очертания впадины. Современное оборудование позволяет осуществлять закалку при нагреве т. в. ч. отдельныл впадин по всему контуру (обычно при т 2,5 мм) зубчатых колес малых и средних размеров. Некоторые используемые при этом марки стали даны в табл. 6.8.  [c.113]


Поверхностная индукционная закалка – рекомендации

При индукционной поверхностной закалке производится быстрый нагрев на заданную глубину током, индуктированным в по­верхностном слое.детали, с последующим охлаждением. В результате такой закалки получается высокая твердость поверхности при сохранении вязкости сердцевины. Метод индук­ционной поверхностной закалки предложен проф. В. П. Волог­диным, развит им и сотрудниками его лаборатории до промыш­ленного внедрения.

Основными параметрами, характеризующими высокочастот­ную закалку, являются:

  1. Глубина закаленного слоя
  2. Время нагрева под закалку
  3. Температура закалки
  4. Перегрев наружного слоя
  5. Скорость нагрева
  6. Критическая скорость охлаждения
  7. Термический КПД
Различают два типа нагрева: глубинный и поверхностный. При поверхностном типе нагрева тепло выделяется в тонком слое и глубже распространяется путем теплопроводности. Очевидно, что во всех случаях индукционной поверхностной закалки нужно стремиться к осуществлению глубинного способа нагрева. 

Рекомендации по применению индукционной поверхностной закалки

Индукционная поверхностная закалка нашла самое широкое применение для упрочнения поверхности шеек коленчатых валов, гильз цилиндров, распределительных валиков, клапанов и других деталей двигателей внутреннего сгорания, шлицевых валов, валиков переключения коробки передач, шестерен (тепловозов, экскаваторов, металлообрабатывающих станков), прокатных валиков, направляющих станин, рельсов и т. п.

Опыт внедрения этого метода поверхностной закалки позво­ляет рекомендовать его:

1. Во многих случаях вместо цементации. Стоимость термо­обработки при этом снижается примерно в пять раз. Сокращается общий цикл термообработки до секунд вместо часов. Легирован­ные стали заменяются на простые углеродистые без ухудшения меха­нических свойств. Коренным образом улучшаются условия труда. Процесс термообработки может быть автоматизирован и включен в поток или автоматические линии.

2. В тех случаях, где по условиям работы допускается местная закалка, этот метод позволяет вести процесс закалки с высоким термическим к. п. д. и исключает необходимость защиты мест, не подлежащих закалке.

3. Для упрочнения поверхности деталей, термообработка ко­торых обычным способом невозможна или трудоемка (коленчатые валы, крупные валы, шестерни и т. п.).

4. В автоматических линиях, требующих четкого согласования работы устройств для термообработки деталей со станками механической обработки. Особенно важной является возможность значительного сокращения габаритов закалочных устройств

Поверхностная закалка ТВЧ: технология, режимы, установки

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.

  1. Электронные устройства, работающие по принципу электронных ламп, преобразующих постоянный ток в переменный ток повышенной частоты – ламповые генераторы.
  2. 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.
  3. 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.

Газопламенная закалка

Метод применяют при обработке крупных металлоконструкций: деталей станков, узлов электрических машин, прокатных роликов, валов, выполненных из чугуна, углеродистых, низколегированных сталей, материалов с низким содержанием углерода. Преимущества технологии — сохранение чистоты поверхности (на ней отсутствуют следы окислительных процессов) и сравнительно небольшая деформация с сохранением начальной геометрии заготовки.

Газопламенной закалкой могут обрабатываться все углеродистые стали.

Технология

Газоплазменная закалка выполняется в ацетилено-кислородном пламени. Во время нагрева специальной горелкой температура поверхности растет с высокой скоростью. За счет этого сердцевина детали не меняет своих свойств. Толщину поверхностной обработки регулируют изменением скорости перемещения факела и интенсивности подачи газовой смеси. Охлаждение металла производится погружением в быстроохлаждающую жидкость или обработкой под душем.

Параметры процесса

Технология предусматривает использование ацетилено-кислородного пламени температурой +2400…+3100 °С. Глубина закалки чаще всего составляет 2‑4 мм. Твердость сформированного после термической обработки слоя составляет 56 HRC.

Изготовление оборудования самостоятельно

Установка индукционного нагрева большой сложности не составит. Даже тот, кто не имеет опыта, после тщательного изучения справится с поставленной задачей. Перед началом работы нужно запастись следующими необходимыми элементами:

  • Инвертор. Его можно использовать от сварочного аппарата, он недорогой и будет необходимой высокой частоты. Изготовить его можно самостоятельно. Но это затратное занятие по времени.
  • Корпус нагревателя (для этого подойдет кусок пластиковой трубы, индукционный нагрев трубы в этом случае будет самым эффективным).
  • Материал (сгодится проволока диаметром не более семи миллиметров).
  • Приспособления для подключения индуктора к сети отопления.
  • Сетка для удержания проволоки внутри индуктора.
  • Индукционною катушку можно создать из медной проволоки (она должна быть эмалированной).
  • Насос (для того, чтобы вода подавалась в индуктор).

Что такое ТВЧ-закалка?

ТВЧ закалка — поверхностное термическое воздействие на сталь, которое проводится при подаче тока высокой частоты. После проведения технологического процесса показатели прочности, твердости увеличиваются, что повышает эксплуатационные характеристики изделия. Технологический процесс состоит из нескольких этапов:

  • нагрев до высокой температуры;
  • выдержка в одном температурном режиме;
  • охлаждение.

Глубина закалки ТВЧ зависит от длительности каждого из этапов.

С помощью оборудования, на котором проводится процесс закалки стали, можно выполнить ТВЧ-пайку. Для этого на рабочую поверхность подаётся ток ещё большей частоты.

Что происходит внутри

Не вдаваясь в особые подробности, следует отметить, что структура закаленной стали бывает трех основных видов: мартенситной, трооститной и сорбитной. От соотношения этих кристаллических образований и зависят механические характеристики

В данном случае неважно, какое из них и каким образом влияет на твердость. Результат зависит от того, насколько прогрет металл и как быстро он охлажден

Таким образом, поверхностная закалка может возникать при повышении температуры верхнего слоя и последующим охлаждением либо в результате отдачи тепла внешней среде (жидкости, чаще всего маслу, воде и рассолу, воздуху или другим агентам), либо за счет частичного ухода его внутрь изделия. При этом полиморфные превращения происходят послойно, в зависимости от степени достижения критической температуры, влияющей на формирование новой кристаллической структуры.

В итоге происходит изменение по следующим зонам:

– Верхняя, подвергшаяся упрочнению.

– Промежуточная, закаленная частично. Ее еще называют зоной термического влияния.

– Область пониженной твердости.

– Внутренняя часть, не подвергшаяся изменениям.

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.

Состав закалочного комплекса ТВЧ «TESLINE»

  • Установка индукционного нагрева на базе IGBT
  • Индуктор-спрейер
  • Механизм позиционирования детали и индуктора для ТВЧ закалки «А##» Ось вращения – расположение вертикальное
  • Перемещение индуктора вдоль детали
  • Механизм позиционирования оси индуктора – приводной при помощи джойстика
  • Насос с электромагнитным клапаном для подачи закалочной жидкости на спрейер индуктора.
  • Насос для откачки закалочной жидкости
  • Насос для подачи охлаждающей воды в установку
  • Выносной электронный пульт управления
  • Кнопочный пульт управления

Комплект технической документации
Руководство по эскплуатации

Меры безопасности при работе

  • Основная опасность при работе — опасность получения ожогов от нагреваемых элементов установки и расплавленного металла.
  • Ламповая схема включает элементы с высоким напряжением, поэтому её нужно разместить в закрытом корпусе, исключив случайное прикосновение к элементам.
  • Электромагнитное поле способно воздействовать на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Поэтому перед работой лучше надеть одежду без металлических элементов, убрать из зоны действия сложные устройства: телефоны, цифровые камеры.

Не рекомендуется использовать установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами! Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке. Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — так можно добиться их максимальной эффективности.

Напечатать

Как выбирается температура

Чтобы провести качественную закалку стальной заготовки, нужно выбрать температурный режим обработки, который зависит от вида обрабатываемого материала:

  1. Доэвтектоидные стали — содержат менее 0.8% углерода. Во время обработки их разогревают до температуры 850 градусов. После нагрева детали быстро охлаждают. Её погружают в ванную с охлаждающей жидкостью.
  2. Заэвтектоидные стали — содержат более 0.8% углерода. Разогреваются до температуры 800 градусов. Таким образом происходит неполная закалка.

Особенности индукционного воздействия на металлические поверхности не позволяют обрабатывать стали, процентное содержание углерода в которых не превышает 0.5%. Для завершения технологического процесса нужно устранить возникшее напряжение между сердцевиной и поверхностью изделия. Чтобы сделать это, проводится низкотемпературный отпуск. Заготовка помещается в печь, разогретую до температуры 200 градусов по Цельсию. Когда температура упадёт, изделию дают остыть при комнатной температуре.

Закалка стали (Фото: Instagram / redventru)

Установка для индукционного нагрева ТВЧ


Первая установка индукционного нагрева появилась в 19 веке. Тогда ученым удалось, основываясь на законах Джоуля-Ленца и Фарадея-Максвелла, создать первую плавильную печь, которая могла плавить металл под воздействием токов высокой частоты. Позже нагрев ТВЧ получил более активное распространение и его стали изучать, создавая все новые и новые установки, которые могли бы не только плавить металл при помощи токов высокой частоты, но производили бы и другие виды термообработки, например, закалку ТВЧ, пайку, сварку, ковку, деформацию и т.п. И в ХХ веке удалось получить первые образцы разнообразных установок. Современная установка индукционного нагрева — ТВЧ установка — способна осуществлять практически все виды высокотемпературной обработки металла.

Установка индукционного нагрева – виды обработки

Как уже было упомянуто выше, установка индукционного нагрева с легкостью справится со всеми видами высокотемпературной обработки металлических изделий. Основными задачами, с которыми справляется УИН, являются:

  • Пайка ТВЧ. Производиться на предприятиях она стала гораздо чаще с появлением индукционного нагрева, потому что позволяет качественно обработать металл, не нарушая целостности его структуры.
  • Плавка металла. Установка индукционного нагрева предназначена для работы со всеми видами металлов. Она отлично справится не только с черными, но и с цветными, и даже с драгоценными металлами.
  • Закалка ТВЧ. Чаще всего закалка производится в отношении стальных изделий, которые постоянно подвержены механическому воздействию со стороны внешних факторов. Закалка ТВЧ неоспоримо является качественной и равномерной.
  • Ковка, пластика, деформация и т.п. Производятся все эти операции в специальной индукционной установке, которая называется кузнечным нагревателем.
  • Термообработка поверхности металла. Чаще всего производится в отношении сварных швов труб для разглаживания остаточного напряжения металла после вмешательства сварочного аппарата в его структуру.

Кроме вышеперечисленных операций установка индукционного нагрева хорошо справится и с другими видами термообработки. Если необходимо нагреть металл, произвести обжиг или отжиг или избавиться от каких-то вредных химических веществ, то установка ТВЧ станет незаменимым помощником.

Установка индукционного нагрева – виды

Установки индукционного нагрева подразделяются на три типа по частоте работе

При выборе частоты работы установки важно обратить внимание — для выполнения каких задач предназначена та или иная установка

  1. Среднечастотные установки индукционного нагрева – установки, работающие на наиболее низких частотах. Частота работы данного типа индукционных установок колеблется в пределах 0,5 – 20 КГц.
  2. Среднечастотные установки применяются в тех случаях, когда требуется произвести глубокую закалку детали; для пайки массивных изделий, которая также требует глубины проникновения тепла в деталь; для плавки всех видов металлов.
  3. Высокочастотные установки индукционного нагрева – это установки, работающие на более высокой частоте, чем среднечастотные, но на меньшей, чем сверхвысокочастотные. Частота работы данного типа индукционных установок 20-40 кГц, а в некоторых случаях доходит и до 30-100 кГц. При этом высокочастотная УИН обладает небольшой глубиной проникновения тепла в металл – не более 3 мм. Высокочастотная индукционная установка является наиболее универсальной, потому что позволяет справляться с большинством операций тепловой обработки металлов.
  4. Сверхвысокочастотные установки индукционного нагрева – это установки, обладающие самой высокой частотой работы. Частота работы от 100 кГц. Однако глубина проникновения тепла у СВЧ УИН не более 1 миллиметра. Сверхвысокочастотная установка индукционного нагрева чаще всего применяется для осуществления поверхностной закалки ТВЧ, для нагрева небольших заготовок и для пайки тонких и тонкостенных изделий.

Каждая установка индукционного нагрева имеет свою особенность. Если вы не знаете, как подобрать установку индукционного нагрева для своего предприятия, то подготовьте техзадание, исходя из которого, специалисты компании ЭЛСИТ помогут вам подобрать наиболее подходящее оборудование.

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

xn--h2afsf5c.xn--p1ai

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.

Выбор температуры

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.

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.

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.

Достоинства и недостатки

Любой метод обработки металлов обладает сильными и слабыми сторонами. Преимущества:

  1. У изделий, прошедших закалку токами высокой частоты остаётся мягкая середина. Это делает их устойчивее к пластической деформации.
  2. Глубину закалки можно отрегулировать.
  3. Металлическая поверхность непродолжительное время подвергается нагреву. Благодаря этому не происходит процессов окисления.
  4. Возможность обрабатывать изделия различной формы, размера.
  5. На поверхности заготовок не образуется нагар.
  6. Минимальное изменение габаритов после проведения технологического процесса. Это позволяет использовать незначительный припуск на готовую деталь.

Недостатки:

  1. Для работы в мастерской или гараже приобретать оборудование невыгодно, поскольку оно дорого стоит.
  2. Индукционную установку невозможно создать своими руками.

Станки применяются при серийном производстве износоустойчивых деталей.

Таблица №1

параметрыGCK1050GCK10120GCK10200GCQ10300GCQ10500
Макс. длина вала, мм5001200200030005000
Макс. ход движка, мм6001300210032005200
Макс. Диаметр заготовки, мм300400400500600
Макс. вес обрабатываемой детали, кг50150200400800
Скорость движения обрабатываемой детали, мм/с1-301-301-301-301-30
Скорость спуска обрабатываемой детали, мм/с120120120120120
Скорость вращения главного вала, обор./мин1-2001-2001-2001-2001-200
Мощность эл. двигателя станка, кВт1,52,52,544 + 1,5
Вес станка, кг9001600250032404000
Габариты , мм1100х900х20001720х840х36001720х840х53002700х1300х58003200х1900х7800

Индукционная установка

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.

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 . Мы гарантируем, что каждая выпущенная нами установка ТВЧ для закалки — надежна и высокотехнологична.

Индукционный нагрев различных резцов перед пайкой, закалкой, установка индукционного нагрева IHM 15-8-50

Индукционная пайка, закалка (ремонт) дисковых пил, установка индукционного нагрева IHM 15-8-50

Индукционный нагрев различных резцов перед пайкой, закалкой

Выбор температуры

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.

Закалка металлов токами высокой частоты. Поверхностная закалка (ТВЧ) Оборудование для закалки твч

Не рекомендуется использовать установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами!

Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке. Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок – так можно добиться их максимальной эффективности.

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.

  1. Под воздействием токов высокой частоты нагрев получается равномерным по всей поверхности изделия.
  2. Программное обеспечение индукционной установки может полностью проконтролировать процесс закалки для получения более точного результата.
  3. Закалка ТВЧ дает возможность нагрева изделия на необходимую глубину.
  4. 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.
  5. 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.

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).

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.

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 .

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.

Индукционный нагрев (Induction Heating) – метод бесконтактного нагрева токами высокой частоты (англ. RFH – radio-frequency heating, нагрев волнами радиочастотного диапазона) электропроводящих материалов.

Описание метода.

Индукционный нагрев – это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно – это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля). Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку под действием джоулева тепла (см. закон Джоуля-Ленца).

Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

Для железа, кобальта, никеля и магнитных сплавов при температуре ниже точки Кюри μ имеет величину от нескольких сотен до десятков тысяч. Для остальных материалов (расплавы, цветные металлы, жидкие легкоплавкие эвтектики, графит, электролиты, электропроводящая керамика и т. д.) μ примерно равна единице.

Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.

Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием – этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.

Применение:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла.
Получение опытных образцов сплавов.
Гибка и термообработка деталей машин.
Ювелирное дело.
Обработка мелких деталей, которые могут повредиться при газопламенном или дуговом нагреве.
Поверхностная закалка.
Закалка и термообработка деталей сложной формы.
Обеззараживание медицинского инструмента.

Преимущества.

Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в непроводящей жидкости, в вакууме.

Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева – эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал – металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, жидкие металлы и т. п.

За счёт возникающих МГД усилий происходит интенсивное перемешивание жидкого металла, вплоть до удержания его в подвешенном состоянии в воздухе или защитном газе – так получают сверхчистые сплавы в небольших количествах (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле).

Поскольку разогрев ведётся посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.

Индуктор можно изготовить особой формы – это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации, не приводя к их короблению или локальному непрогреву.

Легко провести местный и избирательный нагрев.

Так как наиболее интенсивно разогрев идет в тонких верхних слоях заготовки, а нижележащие слои прогреваются более мягко за счёт теплопроводности, метод является идеальным для проведения поверхностной закалки деталей (сердцевина при этом остаётся вязкой).

Лёгкая автоматизация оборудования – циклов нагрева и охлаждения, регулировка и удерживание температуры, подача и съём заготовок.

Установки индукционного нагрева:

На установках с рабочей частотой до 300 кГц используют инверторы на IGBT-сборках или MOSFET-транзисторах. Такие установки предназначены для разогрева крупных деталей. Для разогрева мелких деталей используются высокие частоты (до 5 МГц, диапазон средних и коротких волн), установки высокой частоты строятся на электронных лампах.

Также для разогрева мелких деталей строятся установки повышенной частоты на MOSFET-транзисторах на рабочие частоты до 1,7 МГц. Управление транзисторами и их защита на повышенных частотах представляет определённые трудности, поэтому установки повышенной частоты пока ещё достаточно дороги.

Индуктор для нагрева мелких деталей имеет небольшие размеры и небольшую индуктивность, что приводит к уменьшению добротности рабочего колебательного контура на низких частотах и снижению КПД, а также представляет опасность для задающего генератора (добротность колебательного контура пропорциональна L/C, колебательный контур с низкой добротностью слишком хорошо «накачивается» энергией, образует короткое замыкание по индуктору и выводит из строя задающий генератор). Для повышения добротности колебательного контура используют два пути:
– повышение рабочей частоты, что приводит к усложнению и удорожанию установки;
– применение ферромагнитных вставок в индукторе; обклеивание индуктора панельками из ферромагнитного материала.

Так как наиболее эффективно индуктор работает на высоких частотах, промышленное применение индукционный нагрев получил после разработки и начала производства мощных генераторных ламп. До первой мировой войны индукционный нагрев имел ограниченное применение. В качестве генераторов тогда использовали машинные генераторы повышенной частоты (работы В. П. Вологдина) или искровые разрядные установки.

Схема генератора может быть в принципе любой (мультивибратор, RC-генератор, генератор с независимым возбуждением, различные релаксационные генераторы), работающей на нагрузку в виде катушки-индуктора и обладающей достаточной мощностью. Необходимо также, чтобы частота колебаний была достаточно высока.

Например, чтобы «перерезать» за несколько секунд стальную проволоку диаметром 4 мм, необходима колебательная мощность не менее 2 кВт при частоте не менее 300 кГц.

Выбирают схему по следующим критериям: надёжность; стабильность колебаний; стабильность выделяемой в заготовке мощности; простота изготовления; удобство настройки; минимальное количество деталей для уменьшения стоимости; применение деталей, в сумме дающих уменьшение массы и габаритов, и др.

На протяжении многих десятилетий в качестве генератора высокочастотных колебаний применялась индуктивная трёхточка (генератор Хартли, генератор с автотрансформаторной обратной связью, схема на индуктивном делителе контурного напряжения). Это самовозбуждающаяся схема параллельного питания анода и частотно-избирательной цепью, выполненной на колебательном контуре. Она успешно использовалась и продолжает использоваться в лабораториях, ювелирных мастерских, на промышленных предприятиях, а также в любительской практике. К примеру, во время второй мировой войны на таких установках проводили поверхностную закалку катков танка Т-34.

Недостатки трёх точки:

Низкий кпд (менее 40 % при применении лампы).

Сильное отклонение частоты в момент нагрева заготовок из магнитных материалов выше точки Кюри (≈700С) (изменяется μ), что изменяет глубину скин-слоя и непредсказуемо изменяет режим термообработки. При термообработке ответственных деталей это может быть недопустимо. Также мощные твч-установки должны работать в узком диапазоне разрешённых Россвязьохранкультурой частот, поскольку при плохом экранировании являются фактически радиопередатчиками и могут оказывать помехи телерадиовещанию, береговым и спасательным службам.

При смене заготовок (например, более мелкой на более крупную) изменяется индуктивность системы индуктор-заготовка, что также приводит к изменению частоты и глубины скин-слоя.

При смене одновитковых индукторов на многовитковые, на более крупные или более малогабаритные частота также изменяется.

Под руководством Бабата, Лозинского и других учёных были разработаны двух- и трёхконтурные схемы генераторов, имеющих более высокий кпд (до 70 %), а также лучше удерживающие рабочую частоту. Принцип их действия состоит в следующем. За счёт применения связанных контуров и ослабления связи между ними, изменение индуктивности рабочего контура не влечёт сильного изменения частоты частотозадающего контура. По такому же принципу конструируются радиопередатчики.

Современные твч-генераторы – это инверторы на IGBT-сборках или мощных MOSFET-транзисторах, обычно выполненные по схеме мост или полумост. Работают на частотах до 500 кГц. Затворы транзисторов открываются с помощью микроконтроллерной системы управления. Система управления в зависимости от поставленной задачи позволяет автоматически удерживать

А) постоянную частоту
б) постоянную мощность, выделяемую в заготовке
в) максимально высокий КПД.

Например, при нагреве магнитного материала выше точки Кюри толщина скин-слоя резко увеличивается, плотность тока падает, и заготовка начинает греться хуже. Также пропадают магнитные свойства материала и прекращается процесс перемагничивания – заготовка начинает греться хуже, сопротивление нагрузки скачкообразно уменьшается – это может привести к “разносу” генератора и выходу его из строя. Система управления отслеживает переход через точку Кюри и автоматически повышает частоту при скачкообразном уменьшении нагрузки (либо уменьшает мощность).

Замечания.

Индуктор по возможности необходимо располагать как можно ближе к заготовке. Это не только увеличивает плотность электромагнитного поля вблизи заготовки (пропорционально квадрату расстояния), но и увеличивает коэффициент мощности Cos(φ).

Увеличение частоты резко уменьшает коэффициент мощности (пропорционально кубу частоты).

При нагреве магнитных материалов дополнительное тепло также выделяется за счет перемагничивания, их нагрев до точки Кюри идет намного эффективнее.

При расчёте индуктора необходимо учитывать индуктивность подводящих к индуктору шин, которая может быть намного больше индуктивности самого индуктора (если индуктор выполнен в виде одного витка небольшого диаметра или даже части витка – дуги).

Имеются два случая резонанса в колебательных контурах: резонанс напряжений и резонанс токов.
Параллельный колебательный контур – резонанс токов.
В этом случае на катушке и на конденсаторе напряжение такое же, как у генератора. При резонансе, сопротивление контура между точками разветвления становится максимальным, а ток (I общ) через сопротивление нагрузки Rн будет минимальным (ток внутри контура I-1л и I-2с больше чем ток генератора).

В идеальном случае полное сопротивление контура равно бесконечности – схема не потребляет тока от источника. При изменение частоты генератора в любую сторону от резонансной частоты полное сопротивление контура уменьшается и линейный ток (I общ) возрастает.

Последовательный колебательный контур – резонанс напряжений.

Главной чертой последовательного резонансного контура является то, что его полное сопротивление минимально при резонансе. (ZL + ZC – минимум). При настройке частоты на величину, превышающую или лежащую ниже резонансной частоты, полное сопротивление возрастает.
Вывод:
В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0, а напряжение максимально.
В последовательном контуре наоборот – напряжение стремится к нулю, а ток максимален.

Статья взята с сайта http://dic.academic.ru/ и переработана в более понятный для читателя текст, компанией ООО «Проминдуктор».

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).

Преимущества ТВЧ закалки:

  1. При индукционном нагреве изменяется только нужная часть детали, данный способ экономичнее обычного нагрева. Кроме того, ТВЧ закалка занимает меньше времени;
  2. При ТВЧ закалке стали удается избежать появления трещин, а также снизить риски брака по короблению;
  3. Во время нагрева ТВЧ не происходит выгорание углерода и образование окалины;
  4. При необходимости возможны изменения глубины закаленного слоя;
  5. Используя ТВЧ закалку, удается повысить механические свойства стали;
  6. При применении индукционного нагрева удается избежать появления деформаций;
  7. 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.

Индукционный нагрев различных резцов перед пайкой, закалкой,
установка индукционного нагрева IHM 15-8-50

Индукционная пайка, закалка (ремонт) дисковых пил,
установка индукционного нагрева IHM 15-8-50

Индукционный нагрев различных резцов перед пайкой, закалкой

Поверхностная закалка токами высокой частоты

Рис. 137. Индуктор для поверхностной закалки токами высокой частоты шеек коленчатых валов

    Поверхностная закалка током высокой частоты. ….. [c.87]

    При необходимости пальцы изготовляют нз стали 40 и 40Х с поверхностной закалкой токами высокой частоты до твердости HR 54—62. [c.113]

    Для повышения износоустойчивости поверхности шеек валов, сопрягаемые с подшипниками скольжения, подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты на глубину 2—3 мм. Твер- [c.295]

    При поверхностной закалке токами высокой частоты значительно уменьшается продолжительность процесса (до нескольких секунд), повышается его производительность и улучшаются условия регулирования. Закаливаемую деталь или участок детали помещают в индуктор, имеющий форму этой детали и представляющий собой спираль из медной трубки, по которой пропускают переменный ток большой силы и низкого напряжения. Под дейст- [c.70]

    Уплотняющие кромки стальных седел подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты до твердости HR 35—40. Следует отметить, что повышение твердости уплотняющих кромок седел уменьшает износ не только седел, но и клапанных пластин. При седлах из магниевого чугуна износ пластин намного меньше, чем при седлах из серого. [c.355]

    Уплотнительные поверхности седел кольцевых и дисковых клапанов, выполненных из чугуна, шлифуют до шероховатости не менее 0,63 (ГОСТ 2789—73). Уплотнительные кромки стальных седел подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты до НЯС 40. [c.167]

    Долговечность зубчатых передач может быть увеличена путем повышения их прочности химико-термической обработкой (цементацией, азотированием, цианированием), поверхностной закалкой (токами высокой частоты или газопламенной закалкой), пластическим деформированием (дробеструйной обработкой, обкаткой роликами, чеканкой) и нанесением на рабочие поверхности слоев стали повышенной прочности. [c.203]

    Уплотняющие кромки стальных седел подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты до твердости Я/ С 35—40. Следует отметить, что повышение твердости уплотняющих [c.95]

    Исследования проводились на цилиндрических образцах диаметром 11,5 мм, которые изготовлялись из сырой стали 20Х и из нормализованных на перлито-феррит сталей 45 и 40Х, закаленной на сорбит стали 40Х и стали 45 с поверхностной закалкой токами высокой частоты (т. в. ч.). Характерным является то, что сталь 20Х и нормализованные стали 45 и 40Х, несмотря на различие в химическом составе и механических свойствах (см. табл. 11), имеют одинаковые пределы выносливости в воздухе, определенные на гладких шлифованных образцах. [c.125]

    При поверхностной закалке токами высокой частоты значительно уменьщается продолжительность процесса (до нескольких секунд), повышается его производительность и улучшаются условия регулирования. Закаливаемую деталь или участок детали помещают в индуктор, имеющий форму этой детали и представляющий собой спираль из медной трубки, по которой пропускают переменный ток большой силы и низкого напряжения. Под действием сильного переменного магнитного поля в детали возникают индуктивные вихревые токи, сосредоточивающиеся только на ее поверхности. Индуктор охлаждают водой, пропускаемой через медную трубу. [c.78]


    На некоторых заводах отверстия молотков подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты. [c.147]

    Сталь 45 можно рекомендовать взамен цементируемых марок сталей при изготовлении деталей с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты, в электролите, пламенной закалкой. Сталь обладает умеренной пластичностью при холодной деформации. Свариваемость ее низкая. Обрабатываемость высокая. Температурный интервал горячей механической обработки 1260— 800° С. Сопротивление атмосферной коррозии по 7-8 баллам шкалы коррозионной стойкости. [c.136]

    В зависимости от способа нагрева различают пламенную поверхностную закалку и поверхностную закалку токами высокой частоты. [c.93]

    Плунжеры — кованые стальные с поверхностной закалкой (токами высокой частоты, азотированием или цементацией) для уменьшения износа. Цилиндры изготовляются из стальных отдельных поковок с фланцем на одном торце и с прямоугольной головкой на другом. Они крепятся к раме фланцами на шпильках. На торцах цилиндров в вертикальной плоскости снизу установлены всасывающие, а сверху нагнетательные клапаны — шаровые, тарельчатые или конические с пружинным нажимом и ограничителями хода. [c.173]

    Для повышения усталостной прочности используют наклеп (обкатка поверхности роликами или обдув дробью), поверхностную закалку токами высокой частоты и химико-термиче-скую обработку поверхности (см. разд. 5.1.3). [c.168]

    Термические методы повышения твердости и износоустойчивости применяются в машиностроении давно и должны широко внедряться в ремонтную технологию. Наряду с обычной закалкой и цементацией стальных деталей (марки 15Г, 20Х, 20Г для цементации и 45, 50, 40Х, 45Х, 50Г2, 50СГ, 40ХС для закалки) широкого применения заслуживают методы поверхностной закалки токами высокой частоты (т. в. ч.) и газо-кислородным пламенем как стальных, так и чугун- [c.31]

    Склонность к коррозионному растрескиванию может быть также в значительной степени снята при создании в поверхностном слое сжимающих напряжений, например, дробеструйным наклепом, поверхностной закалкой токами высокой частоты, химико-термической обработкой. Показано, что образование белого слоя на поверхности стали при механической обработке резанием значительно повышает стойкость ее к коррозионному растрескиванию, что объясняется более высокой коррозионной стойкостью этого слоя, большей гомогенностью его свойств и созданием значительных сжимающих напряжений. Работоспособность образцов с белым слоем (рис. 15), полученным точением Т-1 ( а=1,00— 1,25 мкм, толщина слоя 4—5 мкм), в кислоте повышается в 2 раза, а при точении Т-2 (J z=10—20 мкм, толщина слоя 8—10 мкм)—в 3 раза. В кипящем растворе М С12 образцы с меньшей шероховатостью имеют более высокую стойкость. Это свидетельствует о том, что в сильных коррозионно-активных средах микрогеометрия поверхности играет меньшую роль, чем в менее агрессивных. [c.16]

    Наиболее изнашивающиеся детали молотковой дробилки — молотки и решетки. Молотки работают одной стороной обычно не более 4—5 дней, после чего их поворачивают. Затем изношенные молотки заменяют новыми. Изношенные молотки ремонтируют наплавкой на рабочие грани, чаще всего железо-сталинитовым электродом. Молотки можно восстанавливать многократно. На некоторых заводах отверстия молотков для уменьшения износа подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты. [c.115]

    Образны с поверхностной закалкой токами высокой частоты показали наиболее высокую но сравнению с дрз ги.ми видами iiOHe 3XHO THOfi [c.63]

    Для образпов, упрочненных наклепом. аробью и поверхностной закалкой током высокой частоты, которое само вызывает резкое повышение коррозионно-усталостной прочности, протекторная защита сообщает заметное дополнительное повышение предела коррозионной выносливости. Применение этой запщты для поверхностно-упрочненных деталей имеет исключительно важное значение. [c.86]

    Колонны. Усилия, которые возникают при запирании формы, воспринимаются колоннами, а сама станина машины остается не-нагруженной. У маломощных машин две колонны, у остальных — четыре. Изготовляют колонны из вязкой углеродистой стали марок 35, 40, 45 или легированной хромистой стали 40Х эти стали хорошо работают при знакопеременных, пульсирующих нагрузках. Для повышения износоустойчивости колонны подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты. У мощных машин колонны изготовляют из азотируемой стали марки 38ХМЮА. Рабочую поверхность колонн обрабатывают по 8—9-му классу чистоты, остальные поверхности — по 6-му классу чистоты. [c.223]

    Коленчатые валы и шатуны изготовляются кованными из углеродистой стали марки Ст. 40. Опорные шейки коленчатого вала располагаются на опорных подшипниках. Эти шейки и подшипники называются коренными в отличие от мотылееых, которые служат для передачи усилия от вала к шатуну компрессора. Иногда один подшипник выносится и устанавливается на особой стойке фундамента. Все шейки вала шлифованы. Шейки вала на роликовых подшипниках подвергаются поверхностной закалке токами высокой частоты. На вал компрессора насаживается маховик, который обеспечивает равномерность вращения вала и [c.283]

    Для повышения износоустойчивости рабочие поверхности колонны подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты, хромированию или азотированию лоследний метод применяют для колонн из стали марки 38Х2МЮА (ГОСТ 4543—71). [c.221]


    Кроме конструктивных мер, существенному повышению надежности работы подшипников служит использование для изготовления подшипников стали, позволяющей осуществлять не объемную, а поверхностную закалку токами высокой частоты (ШХ4РП). Сравнительные испытания серийных подшипников, изготовленных из стали ШХ15СГ с объемной закалкой, и опытных с кольцами из стали с поверхностной закалкой показали, что те и другие подшипники имели надиры по- [c.79]

    Плунжеры кованьсе стальные с поверхностной закалкой токами высокой частоты, азотированием или цементацией для уменьшения износа. [c.216]

    Особенно эффективной является замена сквозной закалки или поверхностного упрочнения термохимическими методами (цементация, азотирование и т. п.) индукционной поверхностной закалкой токами, высокой частоты. При такой закалке нагреву подвергается не все изделие, а лишь его поверхностный слой, что приводит к значительному уменьшению расхода электроэнергии. Для поверхностной зак.члки могут быть использованы более дешевые сорта стали по сравнению с применяемыми при цементации. С другой стороны, в большинстве случаев индукционные установки более дороги и имеют более низкий к. п. д. по сравнению с печами сопротивления. [c.225]

    В тракторных двигателях водяного охлаждения применяют гильзы цилиндров мокрого типа, изготовляемые из серого чугуна с последующей поверхностной закалкой токами высокой частоты на глубину около 1,5 жл до твердости не менее НЯСАО. [c.31]


Преимущества и недостатки древесноволокнистых плит высокой плотности

— Руководство по эффективности дома

ДВП

, также известная как древесноволокнистая плита высокой плотности (HDF), является относительно дешевым композитным древесным строительным материалом. Он довольно универсален и может заменить дерево во многих аспектах дизайна интерьера, таких как лепнина, полы или шкафы.

Основные преимущества и недостатки древесноволокнистых плит высокой плотности (ДВП):

1
Преимущества
Долговечный Долговечный и ударопрочный Сама для удара не водонепроницаемый
Устойчивость к влаге Нет натурального дерева Эстетика зерна
Относительно низкий стоимость по сравнению с фанерой Не такая прочная, как фанера

В этой статье мы выделим плюсы и минусы HDF по мере того, как мы углубимся в детали этого строительного материала.Мы рассмотрим, для чего его можно и нельзя использовать, а также способы его гидроизоляции.

Высокая плотность означает жесткость

Что такое ДВП? Это инженерная композитная древесная плита. Объяснение того, как оно производится, является наиболее эффективным способом описания того, чем на самом деле является древесноволокнистая плита высокой плотности. По сути, тонкие древесные волокна смешивают со смолой, а затем подвергают огромному давлению. Это сжатие в сочетании с нагревом приводит к получению композитного древесного материала с высокой плотностью.3) High-Fiberboard 50-65 37-50 37-50 доска частиц 40-47 клен лиственные деревовые 39-47

Эта более высокая плотность непосредственно соответствует более твердой поверхности. Таким образом, все, что вы строите, будет более ударопрочным. Несколько примеров преимуществ:

  • Более прочный пол в местах с интенсивным движением
  • Прочные шкафы и ящики
  • Литье, устойчивое к вмятинам и царапинам от мебели

При рассмотрении типичных бытовых применений ДВП это очень прочный вариант.Обратите внимание, что долговечность не следует путать с прочностью и прочностью .

Оргалит не такой прочный, как фанера

Несмотря на то, что плотность оргалита придает ему прочную ударопрочную поверхность, он не обладает такими структурными свойствами, как фанера или пиломатериалы из твердой древесины. Черта, которая делает древесину прочным строительным материалом, заключается в том, что ее натуральные волокна все еще не повреждены.

Все изделия из древесноволокнистых плит, в том числе древесноволокнистые плиты высокой плотности, лишены этой характеристики из-за самой природы их изготовления.Древесные волокна перед сжатием настолько тонкие, что почти превращаются в порошок, очень похожий на опилки.

Когда плита сжимается, эти отдельные волокна удерживаются вместе смолой, а не ячеистой связью, как в натуральной древесине.

Это ни в коем случае не плохо, но это важное отличие. Это служит напоминанием о том, что инженерная древесина, такая как древесноволокнистая плита высокой плотности, — это материал, предназначенный для использования в более эстетических целях в доме. Например,

  • Ламинированные напольные доски
  • Ламинированные столешницы
  • Шкафы (окрашенные или ламинированные)
  • Мебель (опорные панели)

Конструктивные элементы конструкции, такие как каркас и настил крыши, должны выполняться из пиломатериалов и фанеры.

Ближе всего к конструкционному применению ДВП будет черновой пол, но даже в этом случае его следует укладывать поверх фанеры или существующего пола.

Влагостойкий по сравнению с водонепроницаемым

Одним из основных преимуществ ДВП является его влагостойкость. Однако это не означает, что HDF полностью водонепроницаем. Древесноволокнистые плиты высокой плотности влагостойкие, но не водонепроницаемые.   

Древесноволокнистая плита высокой плотности не деформируется

Вот что значит влагостойкость.Типичная проблема с деревянными досками заключается в том, что они поглощают влагу из окружающей среды, что приводит к их деформации и расширению.

Это может стать проблемой во влажные дни. Конечно, деформации древесины можно избежать, правильно загерметизировав древесину. Однако плита HDF, как правило, более устойчива к поглощению влаги из воздуха.

Это из-за его высокой плотности. Этот материал гораздо менее пористый, чем обычная древесина (хотя и пористый!), поэтому в доске буквально меньше места для влаги.

Это хорошее свойство, которое нужно иметь при изготовлении дверей шкафов или панелей ящиков, особенно для применения на кухне, где температура имеет тенденцию колебаться больше, чем где-либо еще в доме.

Вместо этого он будет постоянно выпуклым

Несмотря на то, что он менее пористый и с меньшей вероятностью впитывает влагу из воздуха, древесноволокнистая плита высокой плотности все же достаточно пористая, когда мы начинаем говорить о водостойкости (или ее отсутствии).

Ни одна древесноволокнистая плита, включая HDF, не является водонепроницаемой.Однако он может быть водонепроницаемым . Обычно это делается путем ламинирования доски или ее закалки. Покраска даже поможет добавить водостойкости.

Однако проблема возникает, когда водонепроницаемое уплотнение сломано. Древесноволокнистая плита высокой плотности впитывает воду при воздействии на нее. Но опять же, как и обычная древесина, так что в этом такого?

Влажная плита ХДФ не принимает свою первоначальную форму

Когда обычная древесина впитывает воду, она расширяется и, возможно, немного деформируется.Но по мере высыхания почти всегда возвращается к своей первоначальной форме. Это не относится к древесноволокнистым плитам высокой плотности.

На самом деле, был коллективный иск против производителя сайдинга из ДВП из-за быстрого износа при малейшем воздействии воды.

Когда древесноволокнистая плита высокой плотности впитывает воду, она расширяется, как древесина. Но, в отличие от дерева, при высыхании не возвращается к своей первоначальной форме.

Это оставляет постоянные выпуклости в материале, которые, откровенно говоря, бельмом на глазу.А в случае с сайдингом из ДВП (кстати, больше не используемым) это приведет к ухудшению состояния.

Это также может быть проблемой при использовании ламината с сердцевиной из HDF. Разливы могут привести к необратимому повреждению напольного покрытия из ХДФ, если их не убрать немедленно. Остерегайтесь:

  • Медленная утечка в кухонных стоках
  • Протекающие горшки для комнатных растений
  • Промокшая обувь, хранящаяся на полу

Потом наводнение. Деревянные полы, по крайней мере, имеют 90 099 шансов 90 100 быть спасенными после наводнения, но этого нельзя сказать о полах из ХДФ.

Таким образом, несмотря на то, что можно принять несколько мер для герметизации сердцевины HDF, сама HDF не является водонепроницаемой.

Некоторые способы гидроизоляции ДВП:

  • Закалка льняным маслом
  • Покраска
  • Ламинирование винилом

В большинстве случаев один из этих методов выполняется до покупки напольного покрытия или шкафов из ХДФ.

Древесноволокнистая плита высокой плотности не имеет натуральной текстуры древесины

Мы уже обсуждали структурное воздействие HDF, не имеющего натуральной текстуры древесины, но как насчет эстетического воздействия.

Безусловно, красота находится в глазах смотрящего, но мы считаем необходимым отметить, что окрашивание древесноволокнистой плиты высокой плотности не является вариантом отделки того, что вы строите.

Материал технически сделан из дерева, да, но на нем не будет естественных завихрений или узоров, которые многие люди ценят в своих шкафах или на полу. Самое близкое, что вы можете сделать, это ламинирование натурального деревянного шпона.

В качестве основного материала ХДФ отлично подходит.На самом деле, у него есть преимущество в твердости, как мы упоминали ранее.

Однако, если вы действительно цените то, как выглядит натуральное дерево, и придаете большое значение эстетике в своих критериях дизайна, то HDF может не подойти вам.

Недорого

Беглый просмотр основных интернет-магазинов товаров для дома доказывает, что древесноволокнистые плиты высокой плотности продаются по более низкой цене, чем фанера. Ознакомьтесь с этими ценами Home Depot.

Продукт Цена
3/16 дюйма.x 4 фута x 8 футов ДВП Закаленная панель 15,90 $
3/8 дюйма x 4 фута x 8 футов Шлифованная сосновая фанера BC 34,00 $
000 цена! Инженерная древесина также создает экономичные решения для полов и шкафов по сравнению с традиционными вариантами из твердой древесины.

Ключевые выводы

Если вы узнали всего несколько вещей, прочитав это, пусть это будут следующие:

  • Древесноволокнистые плиты высокой плотности не являются водонепроницаемыми.Он должен быть загерметизирован, чтобы защитить его от повреждения водой.
  • Он прочный, но не настолько прочный, как обычная древесина.
  • Он дешевле дерева, но многие скажут, что он менее красив.

Связанное Чтение:

Покраска панели: разница между ХДФ и МДФ

ДВП

чаще всего ассоциируется с Masonite, поскольку это была первая «марка» ДВП, изобретенная Уильямом Мейсоном в 1942 году. ДВП часто путают с древесноволокнистой плитой высокой плотности (HDF) или древесноволокнистой плитой средней плотности (MDF).Производители этих различных панелей используют восстановленную древесину (опилки и щепу) и используют различные методы производства, что, в свою очередь, позволяет производить панели с различными характеристиками плотности и прочности внутреннего соединения. Одним из наиболее существенных различий между оргалитом и древесноволокнистыми панелями (как МДФ, так и ХДФ) является способ изготовления. В панелях МДФ и ХДФ используется метод сухого процесса и используются синтетические связующие или агенты на основе формальдегида для связывания древесных волокон. Для сравнения, в производстве ДВП используется метод мокрой/сухой обработки, в котором натуральные связующие вещества в древесине скрепляют волокна вместе и делают древесину твердой.

Мокрый/сухой процесс, используемый для производства ДВП, имеет несколько преимуществ. При мокром способе производства получается панель с гладкой одной стороной (S1S), а при мокром/сухом процессе получается гладкая двусторонняя панель (S2S). Оба процесса взрывают древесные частицы под давлением пара и помещают их в большой чан с водой, который вытягивает из древесины многие естественные кислотные вещества. Затем древесные волокна случайным образом выравниваются параллельно поверхности и с помощью тепла и давления превращаются в сплошную панель с сердцевиной.Hardbord от Ampersand также имеет дополнительный слой нейтрального волокна осины. Этот процесс позволяет получить однородную и очень прочную панель, что делает ее одной из лучших подложек для покраски, ламинирования и строительства. Несмотря на то, что ДВП по-прежнему является относительно легкой панелью, он имеет значительно более высокую плотность по сравнению с панелями МДФ с гораздо более высокой прочностью на растяжение и внутренней связью, чем МДФ и большинство панелей ХДФ.

 

Хардборд

Ampersand изготавливается с использованием запатентованной технологии Wet/Dry, в результате которой получается превосходная панель с твердым сердечником, обладающая непревзойденной прочностью и долговечностью.Жесткий борд Ampersand изготовлен из древесины, сертифицированной FSC (Лесной попечительский совет). Эта сторонняя система аудита, используемая поставщиком Ampersand, обеспечивает управление лесным хозяйством цепочки поставок и устойчивость волокна. Это самая строгая аккредитация в отрасли. Наш верхний слой из осинового волокна обеспечивает более нейтральный уровень pH и однородность волокон. Hardbord от Ampersand превосходит все другие плиты HDF и MDF на рынке в отношении влагостойкости и прочности.

Как упоминалось ранее, хардборд Ampersand изготавливается с использованием натуральных связующих веществ, содержащихся в древесине. В хардборде Ampersand не используются формальдегиды (NAUF), что обеспечивает панель практически без летучих органических соединений.

Что нужно знать о росписи на оргалите:

  • Панели из твердого картона, вероятно, сегодня являются лучшим предложением на рынке для художников.
  • Закаленные панели, произведенные в США, больше не содержат масел для местного применения, которые были раньше. Однако к цельным волокнам продолжают добавлять очень небольшие количества масла для закалки. Льняное масло — это натуральное сельскохозяйственное масло, используемое при производстве древесноволокнистых плит.

Плюсы:

  • Оргалит более плотный, чем МДФ и ХДФ, что делает его менее подверженным деформации, но при этом легким.
  • Оргалит представляет собой очень однородную и стабильную поверхность без шероховатости, что упрощает и ускоряет грунтовку.
  • Используются только натуральные связующие вещества.
  • Образует поверхность, обработанную паровым утюгом, для создания гладкой гипсованной панели.

Минусы:

  • Большие панели могут стать тяжелее.
  • Гибкость поверхности требует использования более толстого картона для больших картин.

 

Древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ) и Древесноволокнистые плиты высокой плотности (ХДФ) представляют собой инженерные панели, изготовленные с помощью сухого процесса, который полностью разрушает частицы древесины и превращает их в новую панель с использованием тепла, давления и связующее. Одним из наиболее распространенных связующих веществ, используемых в их производстве, является формальдегид мочевины, что приводит к потенциальным проблемам с выделением газов.МДФ обычно имеет плотность 600-800 кг/м³ по сравнению с оргалитом, который имеет плотность почти в два раза больше, чем у МДФ (1450 кг/м³). Панели HDF приближаются по плотности к оргалиту, но, как правило, их плотность на 10 фунтов/фут³ ниже, чем у оргалита, что делает их более пористыми и более склонными к деформации, особенно в тонкой версии 1/8 дюйма. Больше слоев герметика и гипса требуется для устранения вздутия волокна, которое происходит с МДФ и большинством ХДФ на рынке.Технологии МДФ и ХДФ быстро меняются, и мы увидим более качественный МДФ, производимый без формальдегида, поскольку связующее и МДФ гораздо более плотные и менее склонны к короблению при будущее.

Что нужно знать о покраске МДФ/ХДФ:

  • При использовании МДФ/ХДФ не забудьте нанести на поверхность несколько слоев гипса и хорошего акрилового герметика, такого как GAC.
  • Даже при укладке эти панели со временем могут деформироваться.
  • МДФ не является плитой высокой плотности. Волокна очень пористые и имеют тенденцию набухать при окрашивании, оставляя очень неровную поверхность.

Плюсы:

  • Легкий и недорогой.
  • Оригинальная органическая структура древесины, полностью разрушенная для соответствия техническим характеристикам.
  • Будущий потенциал: может быть хорошей панелью в будущем, поскольку технология улучшает плотность и используемый связующий материал.

Минусы:

  • Не плотная панель с высокой склонностью к короблению в более тонких вариантах.
  • Пористый: поэтому трудно грунтовать.
  • Смолы на основе формальдегида, используемые в основном для связующих.
  • Высокое содержание кислоты.
  • Волокна набухают при гипсовке.

 

Щелкните здесь, чтобы просмотреть полный набор панелей и инструментов Ampersand.

 

Поверхностные характеристики и твердость панелей МДФ, ламинированных термопрессованным шпоном

https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2012.01.087Получить права и содержание шероховатость и смачиваемость) и твердость сэндвич-панелей, изготовленных из древесноволокнистой плиты средней плотности и термически спрессованного шпона.Шпон из бука восточного ( Fagus orientalis Lipsky ) прессовали при температуре 150°C, 180°C и 200°C с использованием давления 4 МПа и 6 МПа в течение 8 мин. Такими термически спрессованными листами шпона ламинировали серийно выпускаемые образцы МДФ. Контактный угол (CA) панелей измеряли гониометром. Шероховатость поверхности (SR) образцов определяли методом тонкой стилусной трассировки, а твердость по Янке определяли в соответствии со стандартом ASTM D 1037.Результаты показали, что значение SR панелей уменьшалось с увеличением давления и температуры пресса. Давление пресса не оказало существенного влияния на значения CA панелей, в то время как температура существенно повлияла. Все ламинированные панели из прессованного шпона имели более высокое значение твердости по сравнению с ламинированными панелями из непрессованного шпона. Значение твердости панелей увеличивалось с увеличением давления прессования и температуры. Это исследование показало, что давление и температура пресса могут быть использованы для улучшения характеристик поверхности неламинированных и ламинированных панелей МДФ.Панели МДФ, ламинированные термопрессованным шпоном, могут использоваться в конструкционных целях благодаря более высокой твердости. Это также обеспечит более эффективное использование клея для производства фанеры и LVL, а также улучшит качество поверхностей для обработки поверхности, такой как покраска.

Ключевые слова

A. Древесина

A. Ламинаты

B. Смачиваемость

B. Свойства поверхности

B. Твердость

Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылающиеся статьи

Тест на твердость по Янке – Джонсон Хардвуд как тест применяется к паркету

Тест на твердость Янка (от австрийского эмигранта Габриэля Янки, 1864-1932) измеряет сопротивление образца древесины вмятинам и износу. Он измеряет усилие, необходимое для внедрения стального шарика диаметром 11,28 мм (0,444 дюйма) наполовину в образец дерева. Обычно показатели твердости по Янке используются для определения того, подходит ли тот или иной вид для использования в качестве напольного покрытия.Для напольных покрытий из твердой древесины для испытания обычно требуется образец размером 2″ x 6″ и толщиной не менее 6-8 мм, и наиболее часто используемым тестом является ASTM D1037. При испытании древесины в виде пиломатериалов испытание Янка всегда проводится на древесине из ствола дерева (известной как ядровая древесина), а стандартный образец (в соответствии с ASTM D143) имеет влажность 12% и не содержит сучков.

Твердость древесины зависит от направления волокон древесины. Испытание на поверхности доски, перпендикулярной волокнам, называется «боковой твердостью».Проверка поверхности среза культи называется испытанием на «концевую твердость». Боковая твердость может быть дополнительно разделена на «радиальную твердость» и «тангенциальную твердость», хотя различия незначительны и часто ими пренебрегают.

Результаты излагаются по-разному, что может привести к путанице, особенно когда фактически используемые единицы измерения часто не прилагаются. В целом результирующая мера всегда является мерой силы. В Соединенных Штатах измерение производится в фунтах-силах (lbf). В Швеции она измеряется в килограммах-силах (кгс), а в Австралии либо в ньютонах (Н), либо в килоньютонах (кН).Эта путаница наибольшая, когда результаты обрабатываются как единицы, например, «660 Janka».

Результаты испытаний на твердость по Янке, представленные в таблице ниже, были получены в соответствии с методами испытаний ASTM D 1037-12. Тестируемые пиломатериалы имеют толщину от 1 до 2 дюймов. Приведенные в таблице значения твердости по Янке являются средними. Для каждого вида существует стандартное отклонение, но эти значения не приводятся. Тестирование на реальном напольном покрытии не проводилось. На поведение напольного покрытия влияют и другие факторы: тип сердцевины паркетной доски, такой как сосна, ХДФ, тополь, дуб, береза; направление и толщина зерна; пол или верхняя поверхность износа и т. д.График не следует считать абсолютным; это предназначено, чтобы помочь людям понять, какие леса более тверды, чем другие.

Испытание на твердость по Янке используется в первую очередь для определения твердости породы дерева и ее пригодности для использования в качестве напольного покрытия из твердой древесины. Чтобы провести это испытание, стальной шарик диаметром 11,28 мм вдавливают в образец куска дерева до тех пор, пока он не погрузится на половину диаметра шарика. Как показано здесь:

 

 

Затем измеряется сила, приложенная для заделки стального шарика.Ниже приведен текущий список пород древесины, продаваемых Johnson Hardwood.

 

MDF против HDF Wood: различия и использование

МДФ и ХДФ — или древесноволокнистая плита средней плотности и древесноволокнистая плита высокой плотности — два самых модных материала в деревообработке в наши дни. Они оба созданы путем соединения древесного волокна и клея под огромным давлением и высокой температурой и являются подходящей альтернативой натуральной древесине. Переработанный характер их конструкции делает их экологически безопасными, а давление, используемое при их создании, делает их очень прочными.Но они имеют совершенно разные ценники: HDF стоит намного дороже, чем его менее плотный брат. Так что же отличает их?

Какая разница?

Заманчиво предположить, что более высокая плотность означает, что HDF всегда является лучшим выбором, но цена — не единственное, что отличает его от гораздо более дешевого MDF. Из-за своей более высокой плотности HDF намного тоньше и поэтому не подходит для создания таких деталей, как внутренние молдинги или плинтусы. Хотя ни один из вариантов не подходит для воды, HDF более водостойкий, чем MDF, а его плотность также делает его прочнее.

МДФ

, с другой стороны, гораздо больше подходит для мебели и декоративных элементов. Он очень доступен по цене и имеет гладкую поверхность, которая хорошо поддается окраске. Использование шпона на МДФ также может создать иллюзию массива дерева. Хотя он не такой прочный, как HDF, это все же очень прочный материал, который не расширяется и не сжимается под воздействием тепла и влажности. Существуют различные виды МДФ, такие как бенди или ультралайт, и каждый из них лучше всего подходит для определенных целей.

Лучшее использование для MDF против HDF

МДФ

, более легкий и универсальный из двух вариантов изделий из дерева, лучше всего подходит для:

  • Мебель
  • Полы в ванных комнатах или туалетах
  • Шкафы или полки
  • Декоративные элементы

ХДФ, более прочный и дорогой вариант, следует зарезервировать для таких проектов, как:

  • Мебель для интенсивного использования
  • Пол из ламината
  • Дверные обшивки
  • Опорные панели

На что обратить внимание

ДВП

имеет ряд преимуществ, таких как устойчивость к вредителям и удобство в работе.Тем не менее, есть ряд характеристик, на которые следует обратить внимание, прежде чем купить любое количество МДФ или ХДФ для вашего проекта.

  • МДФ/ХДФ не обладает хорошей удерживающей способностью по сравнению с натуральной древесиной. Если он используется для предметов мебели, которые необходимо часто разбирать/собирать, это может быть не лучший выбор.
  • МДФ/ХДФ не может вступать в контакт с водой, так как это приведет к набуханию волокон, и повреждения очень трудно исправить. Не используйте для наружных работ.
  • Из-за формальдегида, используемого в их конструкции, МДФ и ХДФ менее удобны для детей, чем натуральная древесина или другие заменители древесины. Несмотря на то, что существуют ограничения на количество формальдегида и риск газовыделения ниже при использовании ГДФ, риск все же остается.

Твердость имеет значение — объяснение твердости различных напольных покрытий

Эта запись была опубликована 25 октября 2018 г. Патриком Манкинсом.

Один из вопросов, который нам ежедневно задают в Hardwood Bargains, касается твердости наших полов.Потребители хотят знать, какая порода дерева наиболее устойчива к вмятинам и царапинам.

Первое, что вы должны знать, это то, что, хотя некоторые полы намного тверже других, все они подвержены вмятинам при приложении большого давления. В индустрии напольных покрытий из твердой древесины используется шкала твердости Янки для определения прочности различных полов. Шкала Janka измеряет усилие, необходимое для того, чтобы стальной шарик диаметром 0,444 дюйма вошел в древесину на половину диаметра шарика, оставив вмятину в древесине.Результаты теста выражены в фунтах силы на квадратный дюйм (psi).

Объяснение теста Janka Harness

Просто чтобы дать вам представление, 6000-фунтовый слон оказывает давление 75 фунтов на квадратный дюйм во время ходьбы, в то время как 100-фунтовая женщина, носящая высокие каблуки, может оказывать давление более 1500 фунтов на квадратный дюйм, когда она переносит весь свой вес на одну пятку. .

Вот список характеристик полов, найденных на сайте HardwoodBargains.com по тесту на твердость по Янке:

  • Бамбук и эвкалипт, 3000 фунтов на кв. дюйм
  • Бразильская вишня 2350 psi
  • Акация 2200 psi
  • Тайгервуд 1850 фунтов на кв. дюйм
  • Хикори 1820 фунтов на кв. дюйм
  • Европейский белый дуб 1360 psi
  • Красный дуб 1290 фунтов на кв. дюйм
  • Береза ​​1260 psi
  • Грецкий орех 1010 psi

Как видите, твердость разных пород древесины сильно различается.Чтобы оставить вмятину на полу из акации, требуется в два раза больше давления, чем на паркет из орехового дерева.

Ламинированный пол

В отличие от массивных и паркетных полов, ламинированные полы не имеют рейтинга Janka. Ламинированные полы изготавливаются из древесноволокнистой плиты высокой плотности (HDF) или древесноволокнистой плиты средней плотности (MDF) и на самом деле не состоят из настоящей твердой древесины. Долговечность ламината можно оценить по его рейтингу переменного тока. Европейские производители ламинированных напольных покрытий (EPLF) разработали несколько тестов, которые измеряют такие факторы, как устойчивость к горению и склонность к образованию вмятин, чтобы определить долговечность всех ламинированных напольных покрытий.Всем ламинированным полам присваивается оценка от 1 до 5 на основе их результатов в тестах EPLF. Пол с рейтингом AC1 подходит для небольшого домашнего использования, в то время как пол с рейтингом AC5 сможет выдержать коммерческое помещение с интенсивным движением.

Всегда полезно учитывать долговечность и твердость полов при выборе напольного покрытия из твердой древесины.

404 WOODWEB ERROR

 -Lumber-Gram
Биржа машин
 -Machinery-Gram
Биржа объявлений
База знаний
База знаний: поиск или просмотр
Клеи, склеивание и ламинирование
– Клеи и склеивающие вещества
Агенты
– Оборудование для склеивания и зажима
Архитектурный Столярные изделия
 – Индивидуальные Столярные изделия
– Двери и
винда
 -Напольное покрытие
 – Общие
 – столярные изделия Установщик
 -токарный станок Токарная обработка
 – Молдинги
 – Столярные изделия
Реставрация
 – Лестницы
 -Стандартный
Производство

Бизнес
 – Сотрудник Отношения
 -Оценка –
Бухгалтерский учет –
Рентабельность
-Юридический
-Маркетинг
-Растение Управление
 -Проект
Управление
-Продажи

Изготовление шкафов
 – Коммерческий
Краснодеревщик
-Обычай Шкаф
Конструкция
-Кабинет Дизайн
 – Шкаф Дверь
Конструкция
-Общий
-Установка
-Жилой
Краснодеревщик
-Магазин Светильники
Компьютеризация
 -Программное обеспечение
 -CAD и дизайн
 – ЧПУ Машины
и Техника
Пыль Сбор, безопасность, эксплуатация завода
 – Общие сведения
-Материал Обработка
 -дерево Отходы
Утилизация
-Безопасность Оборудование
 -Опасность
Связь

Отделка
 – Общий
Дерево Отделка
 -Высокая Скорость
Производство
– Отделка

Лесное хозяйство
– Агро-лесное хозяйство
-Лес Продукт
Лаборатория Артикул
 -Дерево Вредители и
Болезни
-древесина Сбор
 -Дерево Посадка
 -Вудлот
Менеджмент

Мебель
 – Пользовательский Мебель
 -Мебель Дизайн
— Общий
-Мебель
Производство
-Открытый Мебель
 -Мебель Ремонт
 -Мебель
Репродукция
-Реставрация

Ламинирование и Solid Surfacing
– Производство
Методы
-Материалы
-Оборудование

Пиломатериалы и Фанера
 -Покупка
-Хранилище
-Дерево
Идентификационный номер
-Общая панель

Обработка
– Общая
-Машина Настройка и обслуживание

Основной Обработка
 -Воздух Сушка
Пиломатериал
-Печь Строительство
 -Печь Операция
 -Пиломатериалы Класс
 – Лесопильное дело
-Вудлот
Управление
-Урожай Формулы
Твердая древесина Механическая обработка
 -Общие
-Настраивать и
Техническое обслуживание
-Инструмент
-Инструмент Шлифовка
Шпон
 – Машины
-Обработка и
Производство
-Техника

Дерево Инженерное дело
 – Общее
-Древесина Недвижимость
Деревообработка Разное
– Аксессуары
-Изгиб Дерево
 – Лодка Строение
 -Лодка Ремонт
 -Резьба
-Мюзикл
Инструменты
-Картина Рамки
 -Инструмент Техническое обслуживание
 – Деревообработка

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.