Поверхностный контактный электронагрев

Для поверхностной закалки изделий контактный электронагрев был предложен в 1931 г. Н.Г.Гевелингом. Сущность этого метода заключается в подводе электрического тока низкого напряжения (2...4 В) от силового трансформатора 1 через гибкие шины 2 к поверхности нагреваемого изделия 4 при помощи специальных медных электродов-роликов 3 (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Схема установки для контактного нагрева

 

В месте соприкосновения ролика с изделием происходит нагрев вследствие большой плотности тока, доходящей до 450...700 А на 1 мм ширины ролика, а при последующем охлаждении обеспечивается поверхностная закалка на глубину 2...5 мм.

Для осуществления надёжного контакта ролика с поверхностью обрабатываемой детали ролики прижимаются усилием 100...150 Н на каждый 1 мм² контактирующей поверхности ролика.

Поверхностной закалке подвергаются детали простой формы (валы, пальцы, шейки шпинделей, ролики и т. п.).

Для закалки изделий-тел вращения с контактным нагревом могут использоваться токарные станки. Деталь устанавливают в центрах станка, а ролик с закаливающим устройством — на суппорте. Для поверхностной закалки плоских поверхностей могут применяться горизонтально-фрезерные или продольно-строгальные станки.

Охлаждение изделий при закалке производится водой или эмульсией, подача которой осуществляется насосом из бака в количестве 0,4...0,5 л/с. Баки ёмкостью 200...500 л размещаются под корытами станков или в заглублении пола цеха. Иногда используют воду непосредственно из водопроводной сети со спуском в канализацию.

Недостатками электроконтактного поверхностного нагрева являются низкая производительность, образование отпущенных полосок шириной 0,2...0,5 мм на стыках закалённых полос и наличие тонкого незакалённого поверхностного слоя, который удаляют последующим шлифованием.

Нагрев в электролитах

Метод нагрева в электролитах (водных растворах солей) был разработан в 1938 г. И.З.Ясногородским. Метод основан на явлении нагрева катода при пропускании постоянного тока через электролит.

Нагревательное устройство (рис. 3.10) представляет собой ванну 1, заполненную электролитом 5, в которую подводится постоянный ток напряжением 200...300 В посредством анода 4. Катодом является нагреваемая заготовка 2, погружаемая в электролит. При прохождении постоянного электрического тока через электролит на заготовке (катоде) образуется водородная оболочка 6 с высоким омическим сопротивлением, что вызывает выделение большого количества тепла, разогревающего катод.

В электролитах можно осуществлять как поверхностный, так и сквозной нагрев деталей. Процесс нагрева в электролитах зависит от ряда факторов, основными из которых являются состав электролита, напряжение и плотность тока. При плотности тока 4...5 А/см³ и напряжении 200...220 В заготовки диаметром 15...20 мм нагреваются до 1000 °С за несколько секунд. 3 качестве электролита для нагрева деталей при термической обработке применяют 5…10%-ный водный раствор кальцинированной соды (Na₂CO₃).

 

Рис. 5.10. Схема нагрева в электролите

 

Различают три способа нагрева в электролитах: концевой, поверхностный и последовательный.

При концевом способе деталь-катод погружается на определенную глубину. При мощности 15...30 кВт и напряжении 250...300В поверхность 30...40 см² за 10...15 с прогревается до температуры аустенитизации.

Поверхностный нагрев деталей цилиндрической формы осуществляется путём вращения детали, которая или частично погружена в электролит, или обливается электролитом. В последнем случае электролит под напором подаётся по трубке к поверхности вращаемой детали. Расстояние от сопла на конце трубки до нагреваемой поверхности 20...30 мм. Электролит непрерывно перекачивается насосом из бака к нагреваемой детали. Трубка с электролитом является анодом, а деталь — катодом электрической цепи.

При последовательном нагреве деталь пропускается через слой электролита. В дно ванны устанавливается втулка из огнеупорного материала. Внутреннее отверстие во втулке на 1...2 мм больше, чем наружный диаметр нагреваемой детали. Над втулкой поддерживается слой электролита, с которым соприкасается деталь, пропускаемая через втулку. Скорость перемещения детали — 0.2 м/мин.

Преимуществом способа является наличие восстановительной среды. К недостаткам способа относят возможный перегрев острых кромок нагреваемых изделий, низкий КПД и повышенный расход энергии. Кроме того, недопустим нагрев электролита выше 60 °С, так как водородная оболочка делается неустойчивой и разрушается бурно выделяющимися парами электролита. __

В настоящее время нагрев в электролите при термообработке практически не применяется.

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: