Закаливающей способности

спрейерное охлаждение осуществляется подачей закалочной жидкости на нагретую поверхность через отверстия в активном проводе. Отверстия диаметром 2—3 мм (чтобы не слишком быстро зарастали отложениями и засорялись в процессе работы) сверлятся с шагом ~10 мм. Если поверхность детали неподвижна относительно спрейера, то в местах попадания струй поверхность быстро охлаждается, а охлаждение рядом расположенных участков замедлено. Поэтому в поверхностном слое детали против отверстий спрейера обнаруживаются скопления мелких микротрещин, муар, удаляемые при чистовом шлифовании. Засорение какого-либо отверстия может быть причиной образования мягкого пятна. Вращение цилиндрической детали во время охлаждения ликвидирует этот недостаток спреиерного устройства. Для деталей, которые вращать нельзя, рекомендуется дырчато-щелевой спрейер, отличающийся тем, что на поверхности спрейера, обращенной к закаливаемой детали, прорезаются щели шириной 0,5—1 мм и глубиной 2—3 мм, в которые выходят отверстия 0 2,5—3 мм. Струи закалочной жидкости, выходящие из отверстий, обжимаются в щели и сливаются в непрерывное «лезвие» потока жидкости. Щели отстоят друг от друга на расстоянии не более 5—7 мм. Микротрещины отсутствуют, если даже какое-либо из отверстий засоряется, поступление жидкости вдоль щели выравнивается за счет соседних струй. Назначение отверстий в дырчато-щелевом спрейере — придать направление падению струи на закаливаемую поверхность. Для охлаждения внутренней цилиндрической поверхности целесообразно отверстия сверлить под некоторым углом. Касательная составляющая скорости струй создает внутри детали вращающийся поток; центробежная сила прижимает жидкость к охлаждаемой поверхности. При охлаждении наружной цилиндрической поверхности вращение потока жидкости отжимает ее от закалочной поверхности, как и паровая рубашка.

Простейший индуктор для одновременной закалки наружной цилиндрической поверхности при средних частотах тока представлен на рис. 19. В индукторе различают индуктирующий провод / с наружным кожухом для распределения закалочной жидкости, напаянным на массивное медное кольцо, с разрезом и рядом отверстий для выбрызгивания жидкости на закаливаемую поверхность. В месте разреза кольца с кожухом приварены токоподводящие шины 2 с массивными контактными колодками 3 для подсоединения к выводам питающего средне-частотного трансформатора.

верстия, в индуктирующем проводе поступает на закаливаемую поверхность. Таким образом, закалочная жидкость охлаждает не только обрабатываемую деталь, но и элементы индуктора.

Можно при закалке круглых деталей оси отверстия для подачи охлаждающей жидкости расположить не в плоскости, проходящей через ось закаливаемой детали, а под некоторым углом р к ней так, чтобы струи жидкости после удара о закаливаемую поверхность скользили по касательной к ней. При этом достигается большая равномерность охлаждения в том случае, когда деталь не вращается.

В первом случае вода по шлангам подается сразу в оба штуцера. Она проходит по трубкам, охлаждает токоподводящие шины и индуктирующий провод и далее поступает на закаливаемую поверхность. При этом в некоторой точке индуктирующего провода, находящейся около его середины, скорость охлаждающей жидкости почти равна нулю. Если индуктирующий провод изготовлен из тонкостенной трубки, возможно его перегорание. В производственной практике такие случаи часто встречаются.

Во втором случае охлаждающая вода подается в индуктор через кран по шлангу, проходит по трубкам, охлаждающим одну контактную колодку и одну токоподводящую шину, затем проходит через индуктирующий провод, откуда частично вытекает на закаливаемую поверхность. После этого оставшаяся вода идет по трубкам, охлаждающим вторую токоподводящую шину и контактную

операция сверления мелких отверстий. Для того чтобы угол падения струй был одинаковым, отверстия приходится сверлить в специальных приспособлениях. Если углы разные, из-за неравномерности охлаждения также возможно появление мягких полос. Поэтому иногда для непрерывно-последовательной закалки используют индуктор, показанный на рис. 8-6, в котором полость для подвода охлаждающей воды изготовлена в изолированной накладке 5 (из стеклотекстолита, эбонита). Вода для постоянного охлаждения подается в полость 3; закалочная жидкость через полость 2 и щель / попадает на закаливаемую поверхность. Размер щели может быть подобран путем смены прокладок 4. В случае засорения полости и щели накладка 5 отвертывается и проводится необходимая прочистка. Так как детали, образующие щель для прохода закалочной жидкости, обрабатываются на токарном станке, угол падения жидкости по^ всей окружности индуктора оказывается одинаковым с высокой степенью точности.

При нагреве плоскости для закалки одновременным способом индуктирующий провод должен покрывать всю закаливаемую поверхность. Применение петлевого индуктора с магнито-проводом целесообразно, если закалке подлежат две параллельные полосы, удаленные друг от друга на некоторое расстояние. Над каждой из этих полос располагается одна из ветвей, образующих петлю индуктирующего провода.

На рис. 8-10 показана конструкция индуктора для последовательной закалки плоскости шириной 160 мм. Индуктирующий провод состоит из двух прямоугольных трубок, длина которых несколько больше ширины закаливаемой плоскости. По трубке 4 непрерывно течет вода, охлаждающая индуктирующий провод; трубка 5 снабжена отверстиями и служит для подачи воды на закаливаемую поверхность. Токоподводящие шины 2 проходят над индуктирующим проводом и соединяются с ним посредством прива-

калке длинных плоскостей, сталь магнитопровода из-за излучения с нагреваемой поверхности, а также отчасти из-за вихревых токов сильно нагревается и может перегореть. Для охлаждения стали в магнитопроводе делают вырез в виде ласточкина хвоста, в который плотно пригоняют охлаждающую трубку. Иногда, например при закалке вертикальных плоскостей, магнитопровод для охлаждения поливают водой. В этом случае вода, стекая с магнитопровода, не попадает на закаливаемую поверхность.

Из-за больших динамических усилий, притягивающих индуктор к закаливаемой поверхности, а также из-за возможных неровностей последней и неточности механизма станка зазор между индуктирующим проводом и изделием может изменяться. Чтобы он оставался постоянным, индукторы для закалки поверхностей большого размера снабжают роликами 6, как показано на рис. 8-10. Ролики крепятся на изоляционных пластинах из текстолита или асбоцемента, чтобы через них и через закаливаемую поверхность не мог ответвляться ток.

Добавки к воде сильно изменяют ее закаливающую способность. Наличие в воде небольшого количества растворенных солей существенно изменяет ее закаливающую способность. Так, дистиллированная или дождевая вода, ^не содержащая солей, охлаждает в два раза медленнее (в районе 550— 650°С), чем водопроводная. Наличие в воде растворенных газов ухудшает се закаливающую способность, поэтому кипяченая вода (или вода, уже служившая закалочной средой) закаливает сильнее, чем некипяченая, а вода из разных источников, содержащая в растворе соли в различном количестве, обладает различной закаливающей способностью. Специальное растворение в воде щелочей и солей значительно увеличивает ее закаливающую способность, расширяя интервал пузырчатого кипения и ускоряя охлаждение в этом интервале. Последний способ часто применяют для повышения закаливающей способности воды.

Масло как закалочная среда имеет ряд преимуществ: небольшую скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов, постоянство закаливающей способности в широком интервале температур среды (20--150 °С). Перепад температур между поверхностью и центром изделия при закалке в масле меньше, чем при охлаждении в воде. К недостаткам следует отнести повышенную воспламеняемость (температура вспышки 165—300 °С), недостаточную стабильность и низкую охлаждающую способность в области температур перлитного превращения, образование пригара на поверхности изделий, а также повышенную стоимость.

При закалке углеродистой и некоторых низколегированных сталей, имеющих малую устойчивость переохлажденного аустенита, в качестве охлаждающей среды применяют воду и водные растворы NaCl или NaOH. Вода как охлаждающая среда имеет существенные недостатки. Высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения нередко приводит к образованию закалочных дефектов; с повышением температуры воды резко ухудшается ее закалочная способность. Наиболее высокой и равномерной охлаждающей способностью отличаются .холодные 8... 12%-ные. водные растворы NaCl и NaOH, которые хорошо зарекомендовали себя на практике Для охлаждения крупногабаритных деталей, поковок, рельсов и т д. применяют смесь воды и воздуха, которые из форсунок подаются к охлаждаемой поверхности. По закаливающей способности такое охлаждение близко к охлаждению в масле ,но в ряде случаев удобнее, например, для закалки изделий из легированных сталей при индукционном нагреве, когда охлажде-

Охлаждение погружением в масло является основным при закалке изделий из легированных сталей. Масло как закалочная среда имеет следующие преимущества: небольшую скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов, и постоянство закаливающей способности. К недостаткам относятся повышенная воспламеняемость (температура вспышки 165...300 °С), низкая охлаждающая способность в области температур перлитного превращения, а также повышенная стоимость. Масла с пониженной вязкостью обладают более высокой охлаждающей способностью. Долговечность индустриальных масел (марки И-12Л, И-20А) при работе без защитной атмосферы составляет 400...1000 ч, в зависимости от массы закаленных изделий. В качестве охлаждающих сред применяются также машинное масло, трансформаторное, авиационное МС-20 и др.

Определение вязкости и закаливающей способности масла Измерение температур закалочных сред

Горячие масла по своей закаливающей способности почти не отличаются от применяемого для обычной закалки масла с температурой 30—70° С.

Достоинства масла как закалочной среды: небольшая скорость охлаждения в мартенситном интервале температур (см. фиг. 7), что уменьшает опасность возникновения дефектов в процессе закалки, и постоянство закаливающей способности масла в интервале температур 20—150° С.

Масло как чякалочная среда имеет следующие преимущества: небольшую скорость охлаждения в мартеиситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов, и постоянство закаливающей способности в широком интервале темно'оагур среды (20 -150 "(,). К недостаткам следует отнести повышенную воспламеняемость (температура вспышки 165— 300 '< ), недостаточную стабильность и низкую охлаждающую способность в oCwtacni температур перлитного превращения, а также повышенную itоимость.

Добавки к воде сильно изменяют ее закаливающую способность. Наличие в воде небольшого количества растворенных солей существенно изменяет ее закаливающую способность. Так, дистиллированная или дождевая вода, ^не содержащая солей, охлаждает в два раза медленнее (в районе 550— 650 С), чем водопроводная. Наличие в воде растворенных газов ухудшает ее закаливающую способность, поэтому кипяченая вода (или вода, уже служившая закалочной средой) закаливает сильнее, чем некипяченая, а вода из разных источников, содержащая в растворе соли в различном количестве, обладает различной закаливающей способностью. Специальное растворение в воде щелочей и солей значительно увеличивает ее закаливающую способность, расширяя интервал пузырчатого кипения и ускоряя охлаждение в этом интервале. Последний способ часто применяют для повышения закаливающей способности воды.

Масло как закалочная среда имеет ряд преимуществ: небольшую скорость охлаждения в мартеиситном интервале температур, что уменьшает возникновение закалочных дефектов, постоянство закаливающей способности в широком интервале температур среды (20—150 °С). Перепад температур между поверхностью и центром изделия при закалке в масле меньше, чем при охлаждении в воде. К недостаткам следует отнести повышенную воспламеняемость (температура вспышки 165—300 °С), недостаточную стабильность и низкую охлаждающую способность в области температур перлитного превращения, образование пригара на поверхности изделий, а также повышенную стоимость.

появления больших внутренних напряжений, особенно в крупных изделиях. Различные добавки могут увеличивать или уменьшать охлаждающую способность водных распоров. Данные о закаливающей способности водных растворов по сравнению с чистой водой (1,0) приведены в табл. 6 и 7.