Повърхностно закаляване на метални материали

В реалното производство много машинни части работят при променливи натоварвания като усукване и огъване, както и ударни натоварвания. Повърхностният слой е подложен на триене, променливи или пулсиращи контактни напрежения, а понякога и удар. Например трансмисионен вал, трансмисионно зъбно колело и т.н. Повърхността на тези части понася по-голямо напрежение от сърцевината, така че изисква по-висока якост, твърдост и устойчивост на износване в рамките на ограничения диапазон на дълбочина на работната повърхност, докато сърцевината изисква достатъчна пластичност и износоустойчивост. Да имат издръжливостта да издържат на определен натиск. Ударно натоварване. Въз основа на това изискване и законите за закаляване и втвърдяване на металните материали беше разработен процесът на повърхностно закаляване.

Повърхностното закаляване е едно от важните средства за укрепване на повърхността на метални материали. Всеки метален материал, който може да увеличи своята здравина и твърдост чрез закаляване, може да бъде укрепен чрез повърхностно закаляване.
Детайлът след повърхностно закаляване може да постигне ефекта на "твърда повърхност, но здрава сърцевина", тоест не само повърхността има висока твърдост, якост и устойчивост на износване, но също така съответства на структурата на сърцевината, получена чрез предварителната топлинна обработка на детайла . детайл и има добра якост и якост на умора. Следователно повърхностното закаляване се използва широко в промишленото производство.

Повърхностното закаляване е процес на термична обработка, който използва бързо нагряване за нагряване на детайла над точката на фазова трансформация в ограничен диапазон на дълбочина на повърхността и след това бързо го охлажда, за да се получи мартензит само в рамките на определен диапазон на дълбочина на повърхността на детайла до постигане на целта за укрепване на повърхността на детайла.
Зъбни колела, гърбици, колянови валове и различни части на валовете работят при променливи натоварвания като усукване и огъване и са обект на триене и удар. Техните повърхности изпитват по-високи напрежения от техните сърцевини. Целта на повърхностното закаляване е да се получи мартензитна структура в определен диапазон на дълбочина на повърхността на детайла, докато сърцевината остава повърхностно закалена (състояние на закаляване и темпериране или нормализиране), като по този начин се получава необходимата по-висока твърдост и устойчивост на износване на повърхността на детайла. свойства, докато сърцевината поддържа определена здравина, достатъчна пластичност и якост, тоест повърхността е твърда и сърцевината е жилава.
Само за да се достигне бързо температурата на аустенизиране в рамките на ограничения диапазон на дълбочина на повърхността на детайла, докато температурата на сърцевината е все още много ниска, трябва да се осигури изключително висока плътност на топлинна енергия на повърхността на детайла (обикновено плътността на топлинната енергия трябва да бъде по-голяма по-голяма или равна на 102W/cm2), за да стане Повърхността се нагрява бързо до температурата на аустенизиране и топлината на повърхността първо се охлажда, преди да може да бъде прехвърлена към сърцевината, поддържайки температурата на сърцевината при по-ниска температура.

В тази сърдечна част няма фазова промяна. Има много начини да се отговори на това изискване за бързо нагряване. В зависимост от източника на топлина, закаляването на повърхността на стомана включва главно закаляване на повърхността с индукционно нагряване, закаляване на повърхността с лазерно нагряване, закаляване на повърхността с пламъчно нагряване и т.н. Освен това има нагряване с електронен лъч, нагряване с електрически контакт, нагряване с електролит и др. разнообразие от методи за нагряване, като нагряване, плазмен лъч и изо-инфрачервено фокусирано нагряване.

Тъй като всеки от горните методи за отопление има свои собствени характеристики и ограничения, всички те се прилагат при определени условия. Най-често използваните са закаляване на повърхността с индукционно нагряване и закаляване на повърхността на нагряване с пламък. Нагряването с лазерен лъч и нагряването с електронен лъч понастоящем са нови методи за нагряване и закаляване с висока енергийна плътност. Тъй като имат някои предимства, които другите методи нямат, те са придобили някои приложения.

Surface quenching is widely used in mechanical parts made of medium-carbon quenched and tempered steel or ductile iron with a carbon content of 0.4% to 0.5%. Since medium carbon quenched and tempered steel is surface quenched after quenching and tempering or normalizing pretreatment, it can not only maintain high comprehensive mechanical properties in the core, but also make the surface have high hardness (>50HRC) и устойчивост на износване. Производителност, като шпиндели на машинни инструменти, зъбни колела, колянови валове на дизелови двигатели, разпределителни валове и др. По принцип има сив чугун, ковък чугун, ковък чугун, легиран чугун и др. Матрицата е еквивалентна на средно въглеродна стомана с перлит и ферит като матрица и може да бъде повърхностно закален. Въпреки това, сферографитът има най-добра производителност на процеса и има високи всеобхватни механични свойства след повърхностно охлаждане, така че е най-широко използваният.
След повърхностно закаляване на високовъглеродна стомана, въпреки че повърхностната твърдост и устойчивост на износване са подобрени, пластичността и якостта на сърцевината са ниски. Следователно повърхностното закаляване на високовъглеродна стомана се използва главно за инструменти, които могат да издържат на по-малки удари и редуващи се натоварвания. Измервателни инструменти и силно охлаждани ролки.
Укрепващият ефект след повърхностно закаляване на нисковъглеродна стомана не е значителен, така че рядко се използва.