Способ индукционного нагрева Советский патент 1988 года по МПК C21D1/42 

СО О k(

Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву под закалку холоднодеформи- рованных длинномерных цилиндрических деталей переменного по длине сечения.

Цель изобретения - улучшение качества путем получения однородной структуры металла по всему объему холоднодлиной 65 мм каждый. На оставшейся длине вал имеет диаметр 55 мм и степень деформации 0,46.

Нагрев выполняют следующим образом.

Деталь помещают в первый индуктор петлевого типа и сообщают ей вращение. Нагрев ведут с постоянной по

Изобретение относится к области электротермии, в частности к способам индукционного нагрева под закалку холоднодеформированных длинномерных цилиндрических деталей переменного по длине сечения. Цель изобретения - улучшение качества путем получения однородной структуры металла по всему объему детали. На первой стадии деталь нагревают до температуры магнитных превращений с постоянной удвль - ной мощностью, а вторую стадию нагрева до закалочной температуры осуществляют с повыщенной удельной мощностью, величину которой рассчитывают в зависимости от степени деформации данного участка детали. Дифференцированный нагрев, учитывающий степень деформации, обеспечивает получе- g ние однородных механических свойств по всему объему детали. 1 табл. C/J

деформированной длинномерной цилиндри-)о длине детали удельной мощностью, равной 65 Вт/см , и за время 11 мин 20с нагревают деталь до температуры магнитных превращений . Затем деталь помещают во второй индуктор петлевого типа и продолжают нагрев не- деформировакньгх концавых участков вала с удельной мощностью 208 Вт/см, а деформированного участка вала с удельной мощностью 140 Вт/см. Через

ческой детали переменного по длине поперечного сечения.

Способ заключается в проведении индукционного нагрева под объемную закалку в две стадии, при этом первую 15 стадию нагрева осуществляют с постоянной по длине детали удельной мощностью, величина которой обеспечивает тепловое равновесие детали окружающей средой при достижении температуры 20 - нагрева во втором индукторе достигают на недеформированны : участках температуры 960°С, а на деформированном участке . Это соответствует оптимальным значениям температуры закалки для участков с заданной степенью деформации. Затем вал погружают в закалочную ванну с принудительным перемешиванием масла. В результате выполнения указанных операций получают объемную закалку вала с однородной структурой металла во всех его сечениях, что подтвержда- ется данными, приведенными в таблице. Дифференцированньй нагрев, учитывающий степень деформации каждого сечения детали и достигнутый путем изменения удельной мощности на второй стадии, обеспечивает получение однородной закаленной структуры по всему объему детали, а следовательно, повышение качества детали и ее служебных характеристик.

магнитных превращений, а вторую стадию нагрева осуществляют с повыщенной удельной мощностью, величина которой обеспечивает достижение закалочной температуры, дополнительно в процессе второй стадии нагрева удельную мощг ность, передаваемую в каждое сечение детали, изменяют (кроме повышения ее величины) в обратной зависимости от степени деформации данного сечения. Кроме того, величину удельной мощности в каждом из сечений детали устанавливают в соответствии с соотношением

Ро(Х)РДО)(0,15...

0,2)ЛХ),

где X - текущая координата, отсчитываемая вдоль оси детали, полученной методом холодной раскатки (начало координат совмещено с центром поперечного сечения детали на участке, имеющем максимальный диаметр и не подвергавшемся раскатке) , м; РО(Х),РО(О) - удельная мощность, передаваемая в деталь электромагнитным полем соответственно в

точках, определяемых попереч-50 дию нагрева до температуры магнитных

ными сечениями с ко ординатами X и О, Вт/м.

Пример. Требуется произвести индукционный нагрев под объемную закалку холоднодеформированного вала из стали 45ХН2МФА. Вал имеет общую длину 2000 мм и по обоим концам недеформированные участки диаметром 75 мм

0

5

5

0

5

ре достигают на недеформированны : участках температуры 960°С, а на деформированном участке . Это соответствует оптимальным значениям температуры закалки для участков с заданной степенью деформации. Затем вал погружают в закалочную ванну с принудительным перемешиванием масла. В результате выполнения указанных операций получают объемную закалку вала с однородной структурой металла во всех его сечениях, что подтвержда- ется данными, приведенными в таблице. Дифференцированньй нагрев, учитывающий степень деформации каждого сечения детали и достигнутый путем изменения удельной мощности на второй стадии, обеспечивает получение однородной закаленной структуры по всему объему детали, а следовательно, повышение качества детали и ее служебных характеристик.

Ф о р м.у ла изобретения

Способ индукционного нагрева под объемную закалку холоднодеформирован- ных длинномерных цилиндрических деталей переменного по длине поперечного сечения, включающий первую стапревращений с постоянной по длине детали удельной мощностью и вторую стадию, обеспечивающую достижение закалочной температуры, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества путем получения однородной структуры металла по всему объему, передаваемому на второй стадни нагрева в каждое сечение детали удельную мощность устанавливают исхо- соотношения

дя из

f

Р.,(Х)Р,,(0

)2Шг1

L

D(0)

(0,15...

0.2)(/ (X)J,

где X - текущая координата, отсчитываемая вдоль оси детали, полученной методом холодной раскатки (начало координат . совмещено с центром попереч.

ного сечения детали на участ ке, имеющем максимальный диаметр и не подвергавшемся раскатке) , м;

.

Мелкоигольча- тый мартенсит по всему объе- му детали: по сечению недеформированногоучастка 175

по сечению деформированногоучастка 177

, закалка в масло, отпуск печной , 5ч

10

15

РО(Х),

РО(О) удельная мощность, передаваемая в деталь электромагнитным полем соответственно в точках, определяемых поперечными сечениями с координата-: ми X и О, D(X),

D(0) - диаметр детали в точках, определяемых поперечными сечениями с координатами соответственно X и О, м

(«- w i-§rfo}:

« - стёп ень деформации детали в

поперечном сечении, определяемом координатой X, отн.ед.

202 11 40 4,2

51,5-52

202 12 44 4,3

51,5-52