Impianti HDTV con controllo di frequenza. Installazione HDTV per l'indurimento

La corrente ad alta frequenza viene generata nell'impianto grazie all'induttore e consente di riscaldare il prodotto posto in prossimità dell'induttore. L'unità ad induzione è ideale per la tempra prodotti in metallo. È nell'installazione HDTV che è possibile programmare chiaramente: la profondità desiderata di penetrazione del calore, il tempo di indurimento, la temperatura di riscaldamento e il processo di raffreddamento.

Per la prima volta, l'attrezzatura ad induzione è stata utilizzata per la tempra su proposta di V.P. Volodino nel 1923. Dopo lunghe prove e test del riscaldamento ad alta frequenza, è stato utilizzato per la tempra dell'acciaio dal 1935. Le unità di tempra HDTV sono di gran lunga il metodo più produttivo di trattamento termico dei prodotti metallici.

Perché l'induzione è migliore per l'indurimento

L'indurimento ad alta frequenza delle parti metalliche viene eseguito per aumentare la resistenza dello strato superiore del prodotto ai danni meccanici, mentre il centro del pezzo ha una maggiore viscosità. È importante notare che il nucleo del prodotto durante l'indurimento ad alta frequenza rimane completamente invariato.
L'installazione a induzione presenta molti vantaggi molto importanti rispetto ai tipi alternativi di riscaldamento: se le precedenti installazioni HDTV erano più ingombranti e scomode, ora questo inconveniente è stato corretto e l'apparecchiatura è diventata universale per il trattamento termico dei prodotti in metallo.

Vantaggi delle apparecchiature a induzione

Uno degli svantaggi della macchina per tempra ad induzione è l'impossibilità di elaborare alcuni prodotti che hanno una forma complessa.

Varietà di indurimento del metallo

Esistono diversi tipi di indurimento del metallo. Per alcuni prodotti è sufficiente riscaldare il metallo e raffreddarlo subito, mentre per altri è necessario mantenerlo ad una certa temperatura.
Esistono i seguenti tipi di indurimento:

• Tempra stazionaria: utilizzata, di norma, per parti che hanno una piccola superficie piana. La posizione del pezzo in lavorazione e dell'induttore quando si utilizza questo metodo di indurimento rimane invariata.
• Tempra continua-sequenziale: utilizzata per la tempra di prodotti cilindrici o piatti. Con la tempra sequenziale continua, la parte può muoversi sotto l'induttore o mantenere invariata la sua posizione.
• Tempra tangenziale dei pezzi: ottima per la lavorazione di piccoli pezzi che hanno forma cilindrica. L'indurimento tangenziale continuo-sequenziale fa scorrere il prodotto una volta durante l'intero processo di trattamento termico.
• Un'unità di indurimento HDTV è un'apparecchiatura in grado di indurire un prodotto di alta qualità e allo stesso tempo di risparmiare risorse di produzione.

L'indurimento è parte integrante processo produttivo trattamento termico di prodotti in metallo. L'indurimento della corrente ad alta frequenza viene effettuato per aumentare la resistenza del prodotto e aumentarne la durata. In precedenza, il metallo veniva indurito in olio bollente, a fuoco aperto o in forni elettrici, ma ora sono apparse apparecchiature a induzione che consentono la lavorazione del metallo in modo rapido ed efficiente, aumentandone la resistenza all'usura e alle influenze esterne.

Impianto di tempra HDTV

I produttori di apparecchiature ad induzione hanno sviluppato linee di impianti adatti ad uno specifico processo di trattamento termico dei metalli. Il forno per tempra a corrente ad alta frequenza è una macchina per tempra o un complesso di tempra. Se un'impresa produce un grande volume di prodotti che necessitano di trattamento termico e tempra, è meglio acquistare un complesso di tempra, la cui attrezzatura include tutto il necessario per una comoda lavorazione del metallo.
Il complesso di tempra comprende: un'unità di induzione, una macchina di tempra, un modulo di raffreddamento, un manipolatore, un pannello di controllo e, se il cliente lo richiede, un set di induttori per la lavorazione di prodotti di varie forme e dimensioni.
La tempratrice può essere di due tipi: orizzontale e verticale. La macchina di tempra orizzontale è più adatta per la lavorazione di prodotti di lunghezza superiore a 3000 mm e quella verticale è di lunghezza inferiore a 3000 mm.

Tempra HDTV: i vantaggi dei forni a induzione

L'unità di indurimento HDTV si adatta bene alle sue funzioni, per questo ha iniziato rapidamente ad occupare una posizione di primo piano tra tutti i tipi di riscaldamento oggi esistenti.
I forni a induzione progettati per l'indurimento HDTV presentano molti vantaggi. I principali vantaggi dell'indurimento HDTV:

1. L'indurimento HDTV è di alta qualità, poiché il calore viene generato direttamente nel metallo, distribuito uniformemente su tutta la sua superficie.
2. L'attrezzatura per l'indurimento della corrente ad alta frequenza ha dimensioni compatte, quindi non occupa molto spazio in officina e può essere installata in aziende con una piccola area.
3. L'indurimento HDTV avviene in un breve periodo di tempo, il che consente di aumentare il livello dei prodotti.
4. Il riscaldamento a induzione è giustamente riconosciuto come rispettoso dell'ambiente. Non danneggia e non crea disagio ai dipendenti dell'impresa situata nell'officina.
5. Il complesso di indurimento ELSIT ha un sistema automatizzato Software permettendo tempra di alta precisione.

L'indurimento dell'HDTV sta diventando sempre più popolare, quindi se non hai ancora acquistato apparecchiature a induzione, pensaci.

L'indurimento dell'acciaio mediante unità ad alta frequenza fornisce durezza superficiale e resistenza all'usura del materiale senza modificarne le proprietà nel nucleo. Hanno la capacità di regolare il grado di durezza. Questi indicatori sono calcolati individualmente per ciascuna parte in acciaio, poiché dipendono dalle sue caratteristiche. L'"Impianto di conversione HDTV" offre l'acquisto di unità a induzione HDTV per la tempra superficiale dell'acciaio.

Applicazione e configurazione di impianti HDTV per l'hardening

Le unità di tempra HDTV vengono utilizzate per parti con durezza superficiale aumentata obbligatoria che eseguono torsione, attrito o flessione. L'apparecchiatura utilizza convertitori di frequenza a transistor PFC-66 kHz con potenza da 50 a 320 kW. Le unità di tempra a induzione HDTV vengono installate con successo per sostituire i vecchi generatori a tubi VCHG e i convertitori di frequenza a tiristori TPChR. Utilizzo questa attrezzatura per grandi volumi di lavoro, diventerà altamente efficiente grazie alla produttività degli impianti di tempra ad induzione dell'acciaio.

Caratteristiche degli impianti di tempra superficiale

L'attrezzatura per l'indurimento superficiale HDTV differisce nei seguenti parametri:

• Frequenza nominale, kHz;
• Intervallo di frequenza operativa, kHz;
• Tensione di ingresso, U;
• Potenza, kW;
• Diametro delle parti temprate, mm;
• Lunghezza delle cuciture indurite, mm.

Questi impianti hanno un'elevata efficienza di utilizzo. Consentono di eseguire una grande quantità di lavoro grazie all'elevata produttività e all'automazione del processo di tempra. L'uso del trattamento termico con questa apparecchiatura elimina l'ossidazione e aumenta la deformazione ammissibile dell'acciaio.

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Per la prima volta, l'indurimento delle parti mediante riscaldamento a induzione è stato proposto da V.P. Volodino. È stato quasi un secolo fa, nel 1923. E nel 1935 questa specie trattamento termico iniziò ad essere utilizzato per temprare l'acciaio. È difficile sopravvalutare la popolarità dell'indurimento oggi: è utilizzato attivamente in quasi tutti i rami dell'ingegneria e anche le installazioni di indurimento HDTV sono molto richieste.

Per aumentare la durezza dello strato indurito e aumentare la tenacità al centro della parte in acciaio, è necessario utilizzare l'indurimento superficiale HDTV. In questo caso, lo strato superiore del pezzo viene riscaldato alla temperatura di indurimento e bruscamente raffreddato. È importante che le proprietà del nucleo della parte rimangano invariate. Poiché il centro della parte mantiene la sua tenacità, la parte stessa diventa più forte.

Con l'aiuto dell'indurimento ad alta frequenza, è possibile rafforzare lo strato interno della parte legata, viene utilizzato per acciai a medio tenore di carbonio (0,4-0,45% C).

Vantaggi dell'indurimento HDTV:

1. Con il riscaldamento a induzione, viene cambiata solo la parte desiderata della parte, questo metodo è più economico del riscaldamento convenzionale. Inoltre, l'indurimento dell'HDTV richiede meno tempo;
2. Con l'indurimento ad alta frequenza dell'acciaio, è possibile evitare la comparsa di crepe, nonché ridurre il rischio di difetti di deformazione;
3. Durante Riscaldamento HDTV non c'è esaurimento del carbonio e formazione di incrostazioni;
4. Se necessario, sono possibili modifiche nella profondità dello strato indurito;
5. Utilizzando l'indurimento HDTV, è possibile aumentare proprietà meccaniche diventare;
6. Quando si utilizza il riscaldamento a induzione, è possibile evitare la comparsa di deformazioni;
7. L'automazione e la meccanizzazione dell'intero processo di riscaldamento sono di alto livello.

Tuttavia, l'indurimento dell'HDTV presenta anche degli svantaggi. Pertanto, è molto problematico elaborare alcune parti complesse e, in alcuni casi, il riscaldamento a induzione è del tutto inaccettabile.

Tempra dell'acciaio HDTV - varietà:

Indurimento HDTV stazionario. Viene utilizzato per l'indurimento di piccole parti piane (superfici). In questo caso, la posizione del pezzo e del riscaldatore viene costantemente mantenuta.

Rafforzamento HDTV sequenziale continuo. Quando si esegue questo tipo di indurimento, la parte si sposta sotto il riscaldatore o rimane in posizione. In quest'ultimo caso, il riscaldatore stesso si sposta nella direzione del pezzo. Tale indurimento ad alta frequenza è adatto per la lavorazione di parti piatte e cilindriche, superfici.

Indurimento HDTV tangenziale continuo-sequenziale. Viene utilizzato per riscaldare solo piccole parti cilindriche che scorrono una volta.

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Riscaldamento a induzione di varie frese prima della saldatura, tempra,
unità di riscaldamento a induzione IHM 15-8-50

Saldatura a induzione, tempra (riparazione) di lame di seghe,
unità di riscaldamento a induzione IHM 15-8-50

Riscaldamento a induzione di varie frese prima della saldatura, indurimento

Molte parti critiche lavorano per l'abrasione e sono contemporaneamente soggette a carichi d'urto. Tali parti devono avere un'elevata durezza superficiale, una buona resistenza all'usura e allo stesso tempo non essere fragili, cioè non rompersi sotto l'impatto.

L'elevata durezza superficiale delle parti pur mantenendo un nucleo duro e forte si ottiene mediante indurimento superficiale.

Da metodi moderni L'indurimento superficiale è ampiamente utilizzato nell'ingegneria meccanica per quanto segue: indurimento quando riscaldato correnti ad alta frequenza (TVCh); indurimento alla fiamma e indurimento in un elettrolita.

La scelta dell'uno o dell'altro metodo di indurimento superficiale è determinata dalla fattibilità tecnologica ed economica.

Indurimento se riscaldato da correnti ad alta frequenza. Questo metodo è uno dei metodi più efficienti indurimento superficiale metalli. La scoperta di questo metodo e lo sviluppo delle sue basi tecnologiche appartiene al talentuoso scienziato russo V. P. Vologdin.

Il riscaldamento ad alta frequenza si basa sul seguente fenomeno. Quando si passa una variabile corrente elettrica ad alta frequenza lungo l'induttore di rame attorno a quest'ultimo, si forma un campo magnetico che penetra nella parte in acciaio situata nell'induttore e vi induce correnti parassite di Foucault. Queste correnti fanno riscaldare il metallo.

funzione di riscaldamento TV HDè che le correnti parassite indotte nell'acciaio non sono distribuite uniformemente sulla sezione del pezzo, ma vengono spinte in superficie. La distribuzione irregolare delle correnti parassite porta al suo riscaldamento irregolare: gli strati superficiali si riscaldano molto rapidamente a temperature elevate e il nucleo non si riscalda affatto o si riscalda leggermente a causa della conduttività termica dell'acciaio. Lo spessore dello strato attraverso il quale passa la corrente è chiamato profondità di penetrazione ed è indicato dalla lettera δ.

Lo spessore dello strato dipende principalmente dalla frequenza della corrente alternata, dalla resistività del metallo e dalla permeabilità magnetica. Questa dipendenza è determinata dalla formula

δ \u003d 5.03-10 4 radice di (ρ / μν) mm,

dove ρ è la resistività elettrica, ohm mm 2 /m;

μ, - permeabilità magnetica, gs/e;

v - frequenza, Hz.

Si può vedere dalla formula che con l'aumentare della frequenza diminuisce la profondità di penetrazione delle correnti di induzione. La corrente ad alta frequenza per il riscaldamento a induzione delle parti è ottenuta dai generatori.

Quando si sceglie la frequenza della corrente, oltre allo strato riscaldato, è necessario tenere conto della forma e delle dimensioni del pezzo per ottenere un indurimento superficiale di alta qualità e un uso economico energia elettrica impianti ad alta frequenza.

Gli induttori di rame sono di grande importanza per il riscaldamento di parti di alta qualità.

Gli induttori più comuni presentano al loro interno un sistema di piccoli fori attraverso i quali viene fornita l'acqua di raffreddamento. Tale induttore è sia un dispositivo di riscaldamento che di raffreddamento. Non appena la parte posta nell'induttore si riscalda fino alla temperatura impostata, la corrente si interromperà automaticamente e l'acqua scorrerà dai fori dell'induttore e raffredderà la superficie della parte con uno spruzzatore (doccia d'acqua).

Le parti possono anche essere riscaldate in induttori che non dispongono di dispositivi di soffocamento. In tali induttori, le parti dopo il riscaldamento vengono scaricate nella vasca di tempra.

L'indurimento dell'HDTV viene eseguito principalmente con metodi simultanei e sequenziali continui. Con il metodo simultaneo, la parte temprata ruota all'interno di un induttore fisso, la cui larghezza è pari alla sezione temprata. Allo scadere del tempo di riscaldamento impostato, il relè temporizzato interrompe la corrente dal generatore e un altro relè, asservito al primo, attiva l'alimentazione dell'acqua, che fuoriesce dai fori dell'induttore in getti piccoli ma potenti e raffredda la parte .

Con il metodo della serie continua, la parte è stazionaria e l'induttore si muove lungo di essa. In questo caso, riscaldamento sequenziale della sezione indurita della parte, dopodiché la sezione cade sotto il getto d'acqua di un dispositivo a doccia situato a una certa distanza dall'induttore.

Le parti piatte sono temprate in induttori ad anello e a zig-zag e le ruote dentate con un piccolo modulo sono temprate contemporaneamente in induttori ad anello. Macrostruttura dello strato indurito di un ingranaggio per auto a modulo fine in acciaio PPZ-55 (acciaio a bassa temprabilità). La microstruttura dello strato indurito è martensite finemente aciculare.

La durezza dello strato superficiale delle parti indurite mediante riscaldamento con corrente ad alta frequenza è ottenuta di 3-4 unità HRC superiore alla durezza dell'indurimento sfuso convenzionale.

Per aumentare la resistenza del nucleo, le parti vengono migliorate o normalizzate prima dell'indurimento.

L'utilizzo del riscaldamento HDTV per l'indurimento superficiale di parti di macchine e utensili permette di ridurne drasticamente la durata processo tecnologico trattamento termico. Inoltre, questo metodo consente di produrre unità meccanizzate e automatizzate per l'indurimento delle parti, che vengono installate nel flusso generale delle officine meccaniche. Di conseguenza, non è necessario trasportare parti in speciali officine termiche e viene garantito un lavoro ritmico. linee di produzione e linee di montaggio.

Indurimento superficiale alla fiamma. Questo metodo consiste nel riscaldare la superficie delle parti in acciaio con una fiamma ossiacetilenica ad una temperatura superiore di 50-60 °C rispetto al punto critico superiore AC 3 , seguito da un rapido raffreddamento con una doccia d'acqua.

L'essenza del processo di indurimento alla fiamma è che il calore fornito dalla fiamma del gas dal bruciatore alla parte temprata è concentrato sulla sua superficie e supera notevolmente la quantità di calore distribuita nella profondità del metallo. Come risultato di un tale campo di temperatura, la superficie della parte si riscalda prima rapidamente fino alla temperatura di indurimento, quindi si raffredda e il nucleo della parte rimane praticamente non indurito e non cambia struttura e durezza dopo il raffreddamento.

La tempra alla fiamma viene utilizzata per indurire e aumentare la resistenza all'usura di parti in acciaio grandi e pesanti come alberi a gomiti di presse meccaniche, ingranaggi a modulo largo, denti di benne di escavatori, ecc. Oltre alle parti in acciaio, le parti in ghisa grigia e perlitica sono sottoposti a tempra alla fiamma, ad esempio guide dei bancali di macchine per il taglio dei metalli.

L'indurimento alla fiamma è diviso in quattro tipi:

a) sequenziale, quando la torcia di tempra con il refrigerante si sposta lungo la superficie della parte fissa in lavorazione;

b) tempra con rotazione, in cui il bruciatore con il refrigerante rimane fermo e la parte da temprare ruota;

c) sequenziale con la rotazione della parte, quando la parte ruota continuamente e lungo di essa si muove un bruciatore di indurimento con un refrigerante;

d) locale, in cui la parte fissa viene riscaldata ad una determinata temperatura di tempra da un bruciatore fisso, dopodiché viene raffreddata da un getto d'acqua.

Un metodo per indurire alla fiamma un rullo che ruota a una certa velocità mentre il bruciatore rimane fermo. La temperatura di riscaldamento è controllata da un milliscopio.

A seconda dello scopo della parte, la profondità dello strato indurito viene generalmente considerata pari a 2,5-4,5 mm.

I principali fattori che influenzano la profondità di tempra e la struttura dell'acciaio temprato sono: la velocità di movimento della torcia di tempra rispetto alla parte temprata o rispetto al bruciatore; portata del gas e temperatura della fiamma.

La scelta delle macchine per la tempra dipende dalla forma dei pezzi, dal metodo di tempra e dal numero di pezzi richiesto. Se è necessario indurire parti di varie forme e dimensioni e in piccole quantità, è più opportuno utilizzare macchine per tempra universali. Nelle fabbriche vengono solitamente utilizzate installazioni speciali e torni.

Per l'indurimento vengono utilizzati due tipi di bruciatori: modulari con modulo da M10 a M30 e multifiamma con punte intercambiabili con larghezza di fiamma da 25 a 85 mm. Strutturalmente i bruciatori sono disposti in modo tale che i fori per la fiamma del gas e per l'acqua di raffreddamento siano disposti in una fila, in parallelo. L'acqua viene fornita ai bruciatori dalla rete idrica e serve contemporaneamente per indurire le parti e raffreddare il boccaglio.

L'acetilene e l'ossigeno sono usati come gas combustibili.

Dopo l'indurimento alla fiamma, la microstruttura in diverse zone del pezzo è diversa. Lo strato indurito assume un'elevata durezza e rimane pulito, senza tracce di ossidazione e decarburazione.

La transizione della struttura dalla superficie della parte al nucleo avviene senza intoppi, cosa che ha Grande importanza per aumentare la stabilità operativa delle parti ed eliminare completamente i fenomeni dannosi - fessurazione e delaminazione degli strati metallici induriti.

La durezza cambia a seconda della struttura dello strato indurito. Sulla superficie della parte, è uguale a 56-57 HRC, e poi abbassato alla durezza che aveva la parte prima dell'indurimento superficiale. Per garantire un indurimento di alta qualità, ottenendo una durezza uniforme e una maggiore resistenza del nucleo, le parti fuse e forgiate vengono ricotte o normalizzate secondo le condizioni ordinarie prima dell'indurimento alla fiamma.

Superficie percalc nell'elettrolita. L'essenza di questo fenomeno è che se una corrente elettrica costante viene fatta passare attraverso l'elettrolita, sul catodo si forma uno strato sottile, costituito dalle più piccole bolle di idrogeno. A causa della scarsa conduttività elettrica dell'idrogeno, la resistenza al passaggio della corrente elettrica aumenta notevolmente e il catodo (parte) viene riscaldato ad alta temperatura, dopodiché viene indurito. Come elettrolita viene solitamente utilizzata una soluzione acquosa al 5-10% di carbonato di sodio.

Il processo di indurimento è semplice e consiste nel seguente. La parte da indurire viene calata nell'elettrolita e collegata al polo negativo di un generatore DC con tensione 200-220 v e densità 3-4 a/cm 2, di conseguenza diventa il catodo. A seconda di quale parte della parte è soggetta a indurimento superficiale, la parte viene immersa a una certa profondità. La parte si riscalda in pochi secondi e la corrente viene interrotta. Il mezzo di raffreddamento è lo stesso elettrolita. Pertanto, il bagno elettrolitico funge sia da forno di riscaldamento che da vasca di tempra.