วิธีการประกอบเตาแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับหลอมโลหะที่บ้านด้วยมือของคุณเอง การเหนี่ยวนำความร้อน หลักการพื้นฐานและเทคโนโลยี เหตุใดการเหนี่ยวนำจึงดีกว่าสำหรับการแบ่งเบาบรรเทา

การชุบแข็งของเหล็กทำขึ้นเพื่อให้โลหะมีความทนทานมากขึ้น ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่จะชุบแข็ง แต่เฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มักจะสึกหรอและเสียหายจากภายนอกเท่านั้น หลังจากการชุบแข็ง ชั้นบนสุดของผลิตภัณฑ์จะมีความทนทานสูงและป้องกันจากการกัดกร่อนและความเสียหายทางกล การชุบแข็งด้วยกระแสความถี่สูงทำให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ผู้ผลิตต้องการอย่างแน่นอน

ทำไมต้องทำให้ HDTV แข็งตัว

เมื่อมีทางเลือก มักจะมีคำถามว่า "ทำไม" เกิดขึ้น เหตุใดจึงควรเลือกใช้การชุบแข็ง HDTV หากมีวิธีอื่นในการชุบแข็งด้วยโลหะ เช่น การใช้น้ำมันร้อน
การชุบแข็ง HDTV มีข้อดีหลายประการเนื่องจากมีการใช้งานอย่างแข็งขันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

1. ภายใต้อิทธิพลของกระแสความถี่สูง ความร้อนจะสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิวของผลิตภัณฑ์
2. ซอฟต์แวร์ของโรงงานเหนี่ยวนำสามารถควบคุมกระบวนการชุบแข็งได้อย่างเต็มที่เพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น
3. การชุบแข็ง HDTV ทำให้สามารถทำความร้อนผลิตภัณฑ์ได้ในระดับความลึกที่ต้องการ
4. การติดตั้งแบบเหนี่ยวนำช่วยลดจำนวนข้อบกพร่องในการผลิต หากใช้น้ำมันร้อน มักเกิดเกล็ดขึ้นบนผลิตภัณฑ์ การให้ความร้อนแก่ HDTV จะช่วยขจัดสิ่งนี้โดยสิ้นเชิง การชุบแข็ง HDTV ช่วยลดจำนวนผลิตภัณฑ์ที่บกพร่อง
5. การชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำช่วยปกป้องผลิตภัณฑ์ได้อย่างน่าเชื่อถือ และทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตในองค์กรได้

ข้อดีของการเหนี่ยวนำความร้อนมีมากมาย มีข้อเสียเปรียบประการหนึ่งคือ - ในอุปกรณ์เหนี่ยวนำนั้นยากมากที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อน (polyhedra) แข็งตัว

อุปกรณ์ชุบแข็ง HDTV

สำหรับการชุบแข็ง HDTV จะใช้อุปกรณ์เหนี่ยวนำที่ทันสมัย หน่วยเหนี่ยวนำมีขนาดกะทัดรัดและช่วยให้คุณสามารถประมวลผลผลิตภัณฑ์จำนวนมากได้ภายในระยะเวลาอันสั้น หากบริษัทต้องการชุบแข็งผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง วิธีที่ดีที่สุดคือซื้อคอมเพล็กซ์ชุบแข็ง
คอมเพล็กซ์ชุบแข็งประกอบด้วย: เครื่องชุบแข็ง หน่วยเหนี่ยวนำ เครื่องมือจัดการ โมดูลทำความเย็น และหากจำเป็น สามารถเพิ่มชุดตัวเหนี่ยวนำสำหรับการชุบผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ ได้
อุปกรณ์ชุบแข็ง HDTV- นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการชุบแข็งผลิตภัณฑ์โลหะคุณภาพสูงและได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำในกระบวนการแปรรูปโลหะ

ในระบบไฮโดรแมคคานิกส์ อุปกรณ์และชุดประกอบ ส่วนใหญ่มักใช้ชิ้นส่วนที่ทำงานเกี่ยวกับแรงเสียดทาน แรงอัด การบิดตัว นั่นคือเหตุผลที่ความต้องการหลักสำหรับพวกเขาคือความแข็งที่เพียงพอของพื้นผิว เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการของชิ้นส่วน พื้นผิวจะถูกชุบแข็งด้วยกระแสความถี่สูง (HF)

ในกระบวนการใช้งาน การชุบแข็ง HDTV ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการอบชุบพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและคุณภาพสูงให้กับองค์ประกอบที่ผ่านการบำบัดแล้ว

การให้ความร้อนด้วยกระแสความถี่สูงนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่เกิดจากการผ่านของกระแสสลับความถี่สูงผ่านตัวเหนี่ยวนำ (องค์ประกอบเกลียวที่ทำจากท่อทองแดง) สนามแม่เหล็กจึงก่อตัวขึ้นรอบๆ ชิ้นส่วนโลหะซึ่งทำให้เกิดความร้อนของผลิตภัณฑ์ชุบแข็ง เฉพาะบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเท่านั้น จึงสามารถให้ความร้อนได้ในระดับความลึกที่ปรับได้

การชุบแข็งพื้นผิวโลหะแบบ HDTV นั้นแตกต่างจากการชุบแข็งแบบเต็มมาตรฐานซึ่งประกอบด้วยอุณหภูมิความร้อนที่เพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะสองปัจจัย ประการแรกคือที่อัตราการให้ความร้อนสูง (เมื่อเพอร์ไลต์เปลี่ยนเป็นออสเทนไนต์) ระดับอุณหภูมิของจุดวิกฤตจะเพิ่มขึ้น และอย่างที่สอง ยิ่งการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิผ่านไปเร็วเท่าใด การเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโลหะก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น เพราะจะต้องเกิดขึ้นในเวลาที่น้อยที่สุด

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวว่าแม้ว่าเมื่อใช้การชุบแข็งด้วยความถี่สูงความร้อนจะเกิดมากกว่าปกติ แต่ความร้อนสูงเกินไปของโลหะจะไม่เกิดขึ้น ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเกรนในส่วนเหล็กไม่มีเวลาเพิ่มขึ้น เนื่องจากเวลาขั้นต่ำในการให้ความร้อนความถี่สูง นอกจากนี้ เนื่องจากระดับความร้อนสูงขึ้นและการทำความเย็นรุนแรงขึ้น ความแข็งของชิ้นงานหลังจากการชุบแข็งด้วย HDTV จะเพิ่มขึ้นประมาณ 2-3 HRC และสิ่งนี้รับประกันความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือสูงสุดของพื้นผิวของชิ้นส่วน

ในขณะเดียวกัน ยังมีปัจจัยสำคัญเพิ่มเติมที่ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนระหว่างการทำงาน เนื่องจากการสร้างโครงสร้างมาร์เทนซิติกจึงเกิดแรงอัดที่ส่วนบนของชิ้นส่วน การกระทำของความเครียดดังกล่าวแสดงออกในระดับสูงสุดที่ระดับความลึกเล็กน้อยของชั้นชุบแข็ง

การติดตั้ง วัสดุ และวิธีการเสริมที่ใช้สำหรับการชุบแข็ง HDTV

คอมเพล็กซ์ชุบแข็งความถี่สูงอัตโนมัติเต็มรูปแบบรวมถึงเครื่องชุบแข็งและอุปกรณ์ความถี่สูง (ระบบยึดแบบกลไก, ส่วนประกอบสำหรับหมุนชิ้นส่วนรอบแกน, การเคลื่อนที่ของตัวเหนี่ยวนำในทิศทางของชิ้นงาน, ปั๊มที่จ่ายและสูบออก ของเหลวหรือก๊าซสำหรับการทำความเย็น วาล์วแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการเปลี่ยนของเหลวหรือก๊าซที่ใช้งานได้ (น้ำ/อิมัลชัน/แก๊ส))

เครื่อง HDTV ช่วยให้คุณสามารถเคลื่อนย้ายตัวเหนี่ยวนำไปตามความสูงทั้งหมดของชิ้นงาน รวมทั้งหมุนชิ้นงานที่ระดับความเร็วต่างๆ ปรับกระแสไฟขาออกบนตัวเหนี่ยวนำ และทำให้สามารถเลือกโหมดที่ถูกต้องของกระบวนการชุบแข็งได้ และได้พื้นผิวแข็งสม่ำเสมอของชิ้นงาน

ไดอะแกรมของการติดตั้งการเหนี่ยวนำ HDTV สำหรับการประกอบตัวเองได้รับ

การชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำความถี่สูงสามารถระบุได้ด้วยพารามิเตอร์หลักสองประการ: ระดับของความแข็งและความลึกของการชุบแข็งของพื้นผิว พารามิเตอร์ทางเทคนิคของการติดตั้งแบบเหนี่ยวนำที่ผลิตในการผลิตนั้นพิจารณาจากกำลังและความถี่ของการทำงาน ในการสร้างชั้นที่ชุบแข็งจะใช้อุปกรณ์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่มีกำลัง 40-300 kVA ที่ความถี่ 20-40 กิโลเฮิรตซ์หรือ 40-70 กิโลเฮิรตซ์ หากจำเป็นต้องชุบแข็งชั้นที่ลึกกว่า ก็ควรใช้ตัวบ่งชี้ความถี่ตั้งแต่ 6 ถึง 20 กิโลเฮิรตซ์

เลือกช่วงความถี่ตามช่วงของเกรดเหล็ก ตลอดจนระดับความลึกของพื้นผิวชุบแข็งของผลิตภัณฑ์ มีชุดการติดตั้งการเหนี่ยวนำที่สมบูรณ์จำนวนมาก ซึ่งช่วยในการเลือกตัวเลือกที่สมเหตุสมผลสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยเฉพาะ

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของเครื่องชุบแข็งอัตโนมัติถูกกำหนดโดยขนาดโดยรวมของชิ้นส่วนที่ใช้สำหรับการชุบแข็งที่ความสูง (ตั้งแต่ 50 ถึง 250 เซนติเมตร) เส้นผ่านศูนย์กลาง (ตั้งแต่ 1 ถึง 50 เซนติเมตร) และน้ำหนัก (สูงสุด 0.5 ตัน สูงสุด 1 ตัน ไม่เกิน 2 ตัน) คอมเพล็กซ์สำหรับการชุบแข็งซึ่งมีความสูง 1,500 มม. ขึ้นไปนั้นติดตั้งระบบกลไกอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการยึดชิ้นงานด้วยแรงบางอย่าง

การชุบแข็งชิ้นส่วนด้วยความถี่สูงนั้นดำเนินการในสองโหมด ในครั้งแรก แต่ละอุปกรณ์จะเชื่อมต่อกันโดยโอเปอเรเตอร์ และในวินาที มันเกิดขึ้นโดยที่เขาไม่ต้องดำเนินการใดๆ น้ำ ก๊าซเฉื่อย หรือองค์ประกอบพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนใกล้กับน้ำมันมักจะถูกเลือกเป็นตัวกลางในการดับ เลือกสื่อชุบแข็งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่ต้องการของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

เทคโนโลยีการชุบแข็ง HDTV

สำหรับชิ้นส่วนหรือพื้นผิวที่มีรูปร่างแบนเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก จะใช้การชุบแข็งความถี่สูงแบบอยู่กับที่ สำหรับ งานที่ประสบความสำเร็จตำแหน่งของฮีตเตอร์และชิ้นส่วนไม่เปลี่ยนแปลง

เมื่อใช้การชุบแข็งความถี่สูงแบบต่อเนื่องซึ่งมักใช้เมื่อทำการประมวลผลชิ้นส่วนและพื้นผิวที่เรียบหรือทรงกระบอก ส่วนประกอบหนึ่งของระบบจะต้องเคลื่อนที่ ในกรณีเช่นนี้ อุปกรณ์ทำความร้อนจะเคลื่อนเข้าหาชิ้นงาน หรือชิ้นงานจะเคลื่อนที่ภายใต้เครื่องทำความร้อน

ในการให้ความร้อนเฉพาะชิ้นส่วนทรงกระบอกที่มีขนาดเล็กเท่านั้น การเลื่อนหนึ่งครั้ง ใช้การชุบแข็งความถี่สูงแบบต่อเนื่องต่อเนื่องกันของประเภทวงสัมผัส

โครงสร้างโลหะของฟันเฟืองหลังชุบแข็งด้วยวิธี HDTV

หลังจากการให้ความร้อนผลิตภัณฑ์ด้วยความถี่สูงแล้ว การแบ่งเบาบรรเทาจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 160-200 องศาเซลเซียส ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ วันหยุดทำในเตาไฟฟ้า อีกทางเลือกหนึ่งคือการหยุดพัก ในการทำเช่นนี้ มีความจำเป็นต้องปิดอุปกรณ์ที่จ่ายน้ำก่อนหน้านี้เล็กน้อย ซึ่งจะทำให้การระบายความร้อนไม่สมบูรณ์ ชิ้นส่วนยังคงมีอุณหภูมิสูงซึ่งทำให้ชั้นชุบแข็งมีอุณหภูมิต่ำ

หลังจากการชุบแข็งแล้วจะใช้การแบ่งเบาบรรเทาด้วยไฟฟ้าซึ่งให้ความร้อนโดยใช้การติดตั้ง RF เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ การให้ความร้อนจะดำเนินการในอัตราที่ต่ำกว่าและลึกกว่าการชุบผิวแข็ง โหมดการทำความร้อนที่ต้องการสามารถกำหนดได้โดยวิธีการเลือก

เพื่อปรับปรุงพารามิเตอร์ทางกลของแกนกลางและความต้านทานการสึกหรอโดยรวมของชิ้นงาน จำเป็นต้องดำเนินการปรับสภาพให้เป็นมาตรฐานและการชุบแข็งเชิงปริมาตรด้วยอุณหภูมิที่สูงในทันทีก่อนที่จะชุบแข็งที่พื้นผิวของ HFC

ขอบเขตของการชุบแข็ง HDTV

การชุบแข็ง HDTV นั้นใช้ในหลาย ๆ กระบวนการทางเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนดังต่อไปนี้:

• เพลา เพลาและหมุด
• เกียร์, ล้อเฟืองและขอบล้อ;
• ฟันหรือฟันผุ
• รอยแตกและ ชิ้นส่วนภายในรายละเอียด;
• ล้อรถเครนและรอก

ส่วนใหญ่มักจะใช้การชุบแข็งด้วยความถี่สูงสำหรับชิ้นส่วนที่ประกอบด้วยเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีคาร์บอนครึ่งเปอร์เซ็นต์ ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้รับความแข็งสูงหลังจากการชุบแข็ง หากมีคาร์บอนน้อยกว่าที่กล่าวข้างต้น ความแข็งดังกล่าวจะไม่สามารถทำได้อีกต่อไป และในเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่า อาจเกิดรอยแตกร้าวเมื่อระบายความร้อนด้วยฝักบัว

ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ การดับด้วยกระแสความถี่สูงทำให้สามารถเปลี่ยนเหล็กกล้าเจือด้วยเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีราคาถูกกว่าได้ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าข้อดีของเหล็กกล้าที่มีสารเติมแต่งในการเจือปน เช่น ความสามารถในการชุบแข็งที่ลึกและการบิดเบือนของชั้นผิวที่น้อยลง ทำให้สูญเสียความสำคัญไปสำหรับผลิตภัณฑ์บางประเภท ด้วยการชุบแข็งด้วยความถี่สูง โลหะจะแข็งแกร่งขึ้น และความต้านทานการสึกหรอเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับเหล็กกล้าคาร์บอน โครเมียม โครเมียม-นิกเกิล โครเมียม-ซิลิกอน และเหล็กประเภทอื่นๆ อีกหลายชนิดที่มีสารเจือปนในการผสมต่ำ

ข้อดีและข้อเสียของวิธีการ

ข้อดีของการชุบแข็งด้วยกระแสความถี่สูง:

• กระบวนการอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
• ทำงานกับผลิตภัณฑ์ทุกรูปแบบ
• ขาดเขม่า;
• การเสียรูปขั้นต่ำ
• ความแปรปรวนของระดับความลึกของพื้นผิวชุบแข็ง
• พารามิเตอร์ที่กำหนดเป็นรายบุคคลของชั้นชุบแข็ง

ท่ามกลางข้อเสียคือ:

• ความจำเป็นในการสร้างตัวเหนี่ยวนำพิเศษสำหรับชิ้นส่วนรูปร่างต่างๆ
• ความยากลำบากในการซ้อนทับระดับความร้อนและความเย็น
• ค่าใช้จ่ายสูงของอุปกรณ์

ความเป็นไปได้ของการใช้การชุบแข็งด้วยกระแสความถี่สูงในการผลิตแต่ละรายการนั้นไม่น่าเป็นไปได้ แต่ในการไหลของมวล ตัวอย่างเช่น ในการผลิตเพลาข้อเหวี่ยง เกียร์ บุชชิ่ง แกนหมุน เพลารีดเย็น ฯลฯ การชุบแข็งของกระแสความถี่สูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ

ตามข้อตกลง การอบชุบด้วยความร้อนและการชุบแข็งของชิ้นส่วนโลหะและเหล็กกล้าที่มีขนาดที่ใหญ่กว่าตารางนี้จึงเป็นไปได้

การรักษาความร้อน (การรักษาความร้อนของเหล็ก) ของโลหะและโลหะผสมในมอสโกเป็นบริการที่โรงงานของเรามอบให้กับลูกค้า เรามีหมด อุปกรณ์ที่จำเป็นดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการรับรอง เราดำเนินการตามคำสั่งซื้อทั้งหมดด้วยคุณภาพสูงและตรงเวลา เรายังรับและปฏิบัติตามคำสั่งซื้อสำหรับการอบชุบเหล็กกล้าและ HDTV ที่มาจากภูมิภาคอื่นๆ ของรัสเซีย

ประเภทหลักของการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็ก

การหลอมประเภทแรก:

การหลอมของการแพร่แบบแรก (การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน) - การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วถึง t 1423 K การเปิดรับแสงนานและการระบายความร้อนช้าที่ตามมา การจัดตำแหน่งความแตกต่างทางเคมีของวัสดุในการหล่อรูปทรงขนาดใหญ่จากโลหะผสมเหล็ก

การหลอมของการตกผลึกใหม่ประเภทแรก - การให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 873-973 K การเปิดรับแสงนานและการระบายความร้อนช้าที่ตามมา มีความแข็งลดลงและความเหนียวเพิ่มขึ้นหลังจากการเสียรูปเย็น (การประมวลผลเป็นการทำงานระหว่างกัน)

การหลอมประเภทแรกช่วยลดความเครียด - ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 473-673 K และเย็นลงช้า มีการขจัดความเค้นตกค้างหลังจากการหล่อ การเชื่อม การเสียรูปพลาสติก หรือการตัดเฉือน

การหลอมประเภทที่สอง:

การหลอมประเภทที่สองเสร็จสมบูรณ์ - ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac3 โดย 20-30 K โดยคงไว้และระบายความร้อนในภายหลัง มีความแข็งลดลง ปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป ขจัดความเค้นภายในของเหล็กไฮโปยูเทคตอยด์และยูเทคตอยด์ก่อนชุบแข็ง (ดูหมายเหตุในตาราง)

การหลอมประเภท II ไม่สมบูรณ์ - การทำความร้อนที่อุณหภูมิระหว่างจุด Ac1 และ Ac3 การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนที่ตามมา มีความแข็งลดลง ปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป ขจัดความเค้นภายในของเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ก่อนชุบแข็ง

การอบอ่อนของไอโซเทอร์มอลชนิดที่สอง - การให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 30-50 K เหนือจุด Ac3 (สำหรับเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์) หรือสูงกว่าจุด Ac1 (สำหรับเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์) การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนตามขั้นตอนที่ตามมา เร่งการแปรรูปผลิตภัณฑ์แผ่นรีดขนาดเล็กหรือการตีขึ้นรูปที่ทำจากโลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอนสูงเพื่อลดความแข็ง ปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป บรรเทาความเครียดภายใน

การหลอมของทรงกลมชนิดที่สอง - การให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac1 10-25 K การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนตามขั้นตอนที่ตามมา มีความแข็งลดลง ปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป ขจัดความเค้นภายในของเหล็กกล้าเครื่องมือก่อนชุบแข็ง เพิ่มความเหนียวของเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำและคาร์บอนปานกลางก่อนการเปลี่ยนรูปเย็น

การหลอมแบบที่สองให้สว่าง - การทำความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุด Ac3 20-30 K การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนที่ตามมาในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม ปกป้องพื้นผิวเหล็กจากการเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอน

การหลอมแบบที่สอง Normalization (การหลอมให้เป็นมาตรฐาน) - ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac3 30-50 K การสัมผัสและการระบายความร้อนในอากาศนิ่งในเวลาต่อมา มีการแก้ไขโครงสร้างของเหล็กร้อน การกำจัดความเค้นภายในในชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กโครงสร้าง และการปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป การเพิ่มความลึกของความสามารถในการชุบแข็งของเครื่องมือ เหล็กก่อนชุบแข็ง

การชุบแข็ง:

การชุบแข็งแบบต่อเนื่องเต็มรูปแบบ - ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac3 30-50 K โดยคงไว้ซึ่งความเย็นอย่างรวดเร็ว การรับ (ร่วมกับการแบ่งเบาบรรเทา) ความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนจากเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์และยูเทคตอยด์

การชุบแข็งที่ไม่สมบูรณ์ - การให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิระหว่างจุด Ac1 และ Ac3 การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วในเวลาต่อมา การรับ (ร่วมกับการแบ่งเบาบรรเทา) ความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนจากเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์

การชุบแข็งเป็นช่วงๆ - การให้ความร้อนที่จุดเหนือจุด Ac3 30-50 K (สำหรับเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์และยูเทคตอยด์) หรือระหว่างจุด Ac1 และ Ac3 (สำหรับเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์) การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนที่ตามมาในน้ำ จากนั้นจึงนำไปแช่ในน้ำมัน มีการลดลงของความเค้นตกค้างและการเสียรูปในชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนสูง

การชุบแข็งด้วยความร้อนแบบไอโซเทอร์มอล - ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac3 30-50 K โดยคงความเย็นไว้ในเกลือหลอมเหลว จากนั้นจึงนำไปแช่ในอากาศ มีการเสียรูปน้อยที่สุด (บิดเบี้ยว) เพิ่มความเหนียว ขีดจำกัดความทนทาน และความต้านทานการดัดงอของชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือผสม

การชุบแข็งแบบขั้นบันได - เหมือนกัน (ต่างจากการชุบแข็งด้วยอุณหภูมิความร้อนโดยใช้เวลาน้อยลงในตัวกลางในการทำความเย็น) การลดความเครียด การเสียรูป และการป้องกันการแตกร้าวในเครื่องมือขนาดเล็กที่ทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน ตลอดจนในเครื่องมือขนาดใหญ่ที่ทำด้วยเครื่องมือโลหะผสมและเหล็กกล้าความเร็วสูง

การชุบผิวแข็ง - การให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าหรือเปลวไฟแก๊สของชั้นผิวของผลิตภัณฑ์จนแข็งตัว t ตามด้วยการทำให้ชั้นความร้อนเย็นลงอย่างรวดเร็ว มีความแข็งผิวเพิ่มขึ้นในระดับความลึกหนึ่ง ความต้านทานการสึกหรอ และความทนทานที่เพิ่มขึ้นของชิ้นส่วนเครื่องจักรและเครื่องมือ

การดับด้วยการแบ่งเบาบรรเทา - ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าจุด Ac3 30-50 K โดยคงไว้ซึ่งความเย็นที่ไม่สมบูรณ์ตามมา ความร้อนที่สะสมอยู่ภายในชิ้นส่วนจะทำให้เกิดการแบ่งเบาบรรเทาของชั้นนอกที่ชุบแข็ง

การชุบแข็งด้วยความเย็น - การหล่อเย็นอย่างล้ำลึกหลังจากการชุบแข็งที่อุณหภูมิ 253-193 K ความแข็งเพิ่มขึ้นและได้ขนาดที่มั่นคงของชิ้นส่วนเหล็กโลหะผสมสูงเกิดขึ้น

การชุบแข็งด้วยความเย็น - ชิ้นส่วนที่ร้อนจะถูกทำให้เย็นในอากาศเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะนำไปแช่ในสื่อทำความเย็นหรือเก็บไว้ในเทอร์โมสตัทที่มีค่า t ลดลง มีการลดรอบการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็ก (มักใช้หลังจากคาร์บูไรซิ่ง)

การชุบแข็งด้วยแสง - การทำความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุด Ac3 20-30 K การเปิดรับแสงและการระบายความร้อนในภายหลังในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม ป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการแยกชิ้นส่วนที่ซับซ้อนของแม่พิมพ์ ดาย และฟิกซ์เจอร์ที่ไม่ต้องผ่านการเจียร

วันหยุดต่ำ - ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 423-523 K และการระบายความร้อนที่ตามมาอย่างรวดเร็ว มีการขจัดความเครียดภายในและความเปราะบางของเครื่องมือตัดและการวัดหลังจากการชุบแข็งที่พื้นผิวลดลง สำหรับชิ้นส่วนคาร์บูไรซ์หลังจากการชุบแข็ง

สื่อวันหยุด - การให้ความร้อนในช่วง t = 623-773 K และการทำความเย็นแบบช้าหรือแบบเร่งที่ตามมา มีการเพิ่มขีดจำกัดการยืดหยุ่นของสปริง สปริง และองค์ประกอบยืดหยุ่นอื่นๆ

วันหยุดสูง - การทำความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 773-953 K และการระบายความร้อนช้าหรือเร็วตามมา การจัดหาชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กโครงสร้างมีความเหนียวสูงพร้อมการปรับปรุงความร้อน

การปรับปรุงความร้อน - การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาสูงในภายหลัง มีการกำจัดความเค้นตกค้างอย่างสมบูรณ์ ให้ความแข็งแรงและความเหนียวสูงในการอบชุบชิ้นส่วนเหล็กโครงสร้างขั้นสุดท้ายที่ทำงานภายใต้แรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน

การประมวลผลทางความร้อนด้วยเครื่องกล - การให้ความร้อน ความเย็นอย่างรวดเร็วถึง 673-773 K การเสียรูปพลาสติกหลายครั้ง การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา มีข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์รีดและชิ้นส่วนที่มีรูปร่างเรียบง่ายที่ไม่ต้องเชื่อมเพิ่มความแข็งแรงเมื่อเทียบกับความแข็งแรงที่ได้จากการอบชุบด้วยความร้อนทั่วไป

อายุมากขึ้น - ความร้อนและการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ชิ้นส่วนและเครื่องมือมีความเสถียรตามมิติ

Carburizing - ความอิ่มตัวของชั้นผิวของเหล็กอ่อนที่มีคาร์บอน (carburization) ควบคู่ไปกับการดับด้วยอุณหภูมิต่ำ ความลึกของชั้นซีเมนต์ 0.5-2 มม. มีการมอบให้กับผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งผิวสูงพร้อมการรักษาแกนหนืดไว้ คาร์บูไรซิ่งดำเนินการกับเหล็กกล้าคาร์บอนหรือโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอน: สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กและขนาดกลาง 0.08-0.15% สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่ 0.15-0.5% ล้อเฟือง หมุดลูกสูบ ฯลฯ ถูกคาร์บูไรซ์

Cyaniding - การบำบัดด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์เหล็กในสารละลายของเกลือไซยาไนด์ที่อุณหภูมิ 820 ชั้นผิวของเหล็กอิ่มตัวด้วยคาร์บอนและไนโตรเจน (ชั้น 0.15-0.3 มม.) ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงและทนต่อแรงกระแทก

ไนไตรดิ้ง (ไนไตรดิ้ง) - ความอิ่มตัวของชั้นผิวของผลิตภัณฑ์เหล็กที่มีไนโตรเจนถึงความลึก 0.2-0.3 มม. เกิดขึ้น ให้ความแข็งผิวสูง เพิ่มความทนทานต่อการเสียดสีและการกัดกร่อน เกจ เกียร์ วารสารเพลา ฯลฯ อยู่ภายใต้ไนไตรดิ้ง

การบำบัดด้วยความเย็น - การทำความเย็นหลังจากการชุบแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของเหล็กชุบแข็ง ใช้สำหรับ เหล็กกล้าเครื่องมือ, ผลิตภัณฑ์คาร์บูไรซ์ , เหล็กกล้าอัลลอยด์บางชนิด

HEAT TREATMENT OF METALS (HEAT TREATMENT) วัฏจักรเวลาหนึ่งของการให้ความร้อนและความเย็น ซึ่งโลหะอาจมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะเหล่านั้น การอบชุบด้วยความร้อนในความหมายปกติของคำศัพท์นั้นดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลว กระบวนการหลอมและการหล่อที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติของโลหะจะไม่รวมอยู่ในแนวคิดนี้ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพที่เกิดจากการอบชุบด้วยความร้อนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในและความสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในวัสดุที่เป็นของแข็ง วัฏจักรการอบชุบด้วยความร้อนเป็นการผสมผสานระหว่างการให้ความร้อน โดยคงไว้ที่อุณหภูมิหนึ่งและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วหรือช้า ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างและทางเคมีที่จำเป็นในการทำให้เกิด

โครงสร้างเกรนของโลหะ โลหะใดๆ มักจะประกอบด้วยคริสตัลจำนวนมาก (เรียกว่าเกรน) ที่สัมผัสกัน มักมีขนาดจิ๋ว แต่บางครั้งก็มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ภายในเมล็ดพืชแต่ละเม็ด อะตอมจะถูกจัดเรียงในลักษณะที่เป็นโครงตาข่ายเรขาคณิตสามมิติปกติ ประเภทของโครงตาข่ายที่เรียกว่าโครงสร้างผลึก เป็นลักษณะของวัสดุและสามารถกำหนดได้โดยการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ การจัดเรียงอะตอมที่ถูกต้องจะถูกเก็บรักษาไว้ภายในเกรนทั้งเมล็ด ยกเว้นการรบกวนเล็กน้อย เช่น ไซต์ขัดแตะแต่ละแห่งที่บังเอิญกลายเป็นว่าง เมล็ดธัญพืชทั้งหมดมีโครงสร้างผลึกเหมือนกัน แต่ตามกฎแล้ว มีการวางแนวที่แตกต่างกันในอวกาศ ดังนั้นที่ขอบของเมล็ดพืชสองเมล็ด อะตอมจึงมีลำดับน้อยกว่าภายในเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าขอบเขตของเกรนง่ายต่อการกัดด้วยรีเอเจนต์ทางเคมี บนพื้นผิวโลหะเรียบขัดมันที่เคลือบด้วยสารกัดผิวที่เหมาะสม มักจะเผยให้เห็นลวดลายของขอบเกรนที่ชัดเจน คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของเมล็ดพืชแต่ละชนิด ปฏิกิริยาระหว่างกัน และคุณสมบัติของขอบเมล็ดพืช คุณสมบัติของวัสดุที่เป็นโลหะจะขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง และทิศทางของเมล็ดพืชเป็นอย่างมาก และเป้าหมายของการอบชุบด้วยความร้อนคือการควบคุมปัจจัยเหล่านี้

กระบวนการปรมาณูระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของวัสดุที่เป็นผลึกแข็ง อะตอมของมันจะย้ายจากที่หนึ่งของโครงตาข่ายคริสตัลไปยังอีกที่หนึ่งได้ง่ายขึ้น การแพร่กระจายของอะตอมขึ้นอยู่กับการอบชุบด้วยความร้อน กลไกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับการเคลื่อนที่ของอะตอมในโครงผลึกสามารถจินตนาการได้ว่าเป็นการเคลื่อนที่ของตำแหน่งตาข่ายที่ว่างซึ่งมีอยู่ในคริสตัลใดๆ เสมอ ที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากอัตราการแพร่ที่เพิ่มขึ้น กระบวนการเปลี่ยนโครงสร้างที่ไม่สมดุลของสารให้อยู่ในสภาวะสมดุลจะถูกเร่ง อุณหภูมิที่อัตราการแพร่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดนั้นไม่เหมือนกันสำหรับโลหะชนิดต่างๆ มักจะสูงกว่าสำหรับโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง ในทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลวที่ 3387 C การตกผลึกซ้ำจะไม่เกิดขึ้นแม้ในความร้อนสีแดง ในขณะที่การอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมอะลูมิเนียมหลอมที่อุณหภูมิต่ำสามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้องในบางกรณี

ในหลายกรณี การอบชุบด้วยความร้อนเกี่ยวข้องกับการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วมาก ซึ่งเรียกว่าการดับ เพื่อรักษาโครงสร้างที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง แม้ว่าโดยเคร่งครัดแล้ว โครงสร้างดังกล่าวไม่สามารถพิจารณาได้ว่ามีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิห้อง แต่ในทางปฏิบัติ โครงสร้างดังกล่าวค่อนข้างเสถียรเนื่องจากอัตราการแพร่ต่ำ โลหะผสมที่มีประโยชน์จำนวนมากมีโครงสร้างที่ "แพร่กระจายได้" ที่คล้ายคลึงกัน

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการรักษาความร้อนสามารถเป็นได้สองประเภทหลัก ประการแรก ทั้งในโลหะบริสุทธิ์และในโลหะผสม การเปลี่ยนแปลงอาจส่งผลต่อโครงสร้างทางกายภาพเท่านั้น สิ่งเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในสถานะความเค้นของวัสดุ การเปลี่ยนแปลงขนาด รูปร่าง โครงสร้างผลึก และทิศทางของเม็ดคริสตัล ประการที่สอง โครงสร้างทางเคมีของโลหะยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ สิ่งนี้สามารถแสดงออกได้ในการทำให้เรียบขององค์ประกอบที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและการก่อตัวของตะกอนของเฟสอื่น ในการมีปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศโดยรอบ ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อทำความสะอาดโลหะหรือให้คุณสมบัติพื้นผิวที่ต้องการ การเปลี่ยนแปลงของทั้งสองประเภทสามารถเกิดขึ้นพร้อมกันได้

คลายเครียด. การเสียรูปเมื่อเย็นจะเพิ่มความแข็งและความเปราะบางของโลหะส่วนใหญ่ บางครั้ง "งานชุบแข็ง" ก็เป็นที่ต้องการ โลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสมมักจะได้รับความแข็งในระดับหนึ่งโดยการรีดเย็น เหล็กอ่อนมักจะชุบแข็งด้วยการขึ้นรูปเย็น เหล็กกล้าคาร์บอนสูงที่ผ่านการรีดเย็นหรือดึงเย็นให้มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น เช่น สำหรับทำสปริง มักจะผ่านการอบอ่อนแบบคลายเค้น ให้ความร้อนที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ โดยที่วัสดุจะคงสภาพเกือบเท่า ยากเหมือนเมื่อก่อน แต่หายไปในนั้น ความไม่สม่ำเสมอของการกระจายของความเครียดภายใน ซึ่งช่วยลดแนวโน้มที่จะแตกร้าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน ตามกฎแล้วการบรรเทาความเครียดดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของพลาสติกในวัสดุซึ่งไม่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างโดยรวม

การตกผลึกซ้ำ ด้วยวิธีต่างๆ ในการขึ้นรูปโลหะ มักจะจำเป็นต้องเปลี่ยนรูปร่างของชิ้นงานอย่างมาก หากต้องดำเนินการสร้างรูปร่างในสภาวะเย็น (ซึ่งมักถูกกำหนดโดยการพิจารณาเชิงปฏิบัติ) ก็จำเป็นต้องแบ่งกระบวนการออกเป็นหลายขั้นตอน ในระหว่างนั้นจะดำเนินการตกผลึกใหม่ หลังจากขั้นตอนแรกของการเปลี่ยนรูป เมื่อวัสดุได้รับการเสริมความแข็งแรงจนถึงระดับที่การเสียรูปเพิ่มเติมอาจทำให้เกิดการแตกหัก ชิ้นงานจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิการหลอมเพื่อบรรเทาความเครียดและปล่อยให้เกิดการตกผลึกซ้ำได้ เนื่องจากการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมินี้ โครงสร้างใหม่ทั้งหมดจึงเกิดขึ้นเนื่องจากการจัดเรียงใหม่ของอะตอม ภายในโครงสร้างเกรนของวัสดุที่บิดเบี้ยว เมล็ดพืชใหม่เริ่มงอก ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปก็จะเข้ามาแทนที่อย่างสมบูรณ์ ประการแรก เมล็ดพืชใหม่ขนาดเล็กจะเกิดขึ้นในบริเวณที่โครงสร้างเก่าถูกรบกวนมากที่สุด กล่าวคือ ที่ขอบเมล็ดพืชเก่า เมื่อมีการหลอมเพิ่มเติม อะตอมของโครงสร้างที่ผิดรูปจะจัดเรียงตัวเองใหม่ในลักษณะที่พวกมันจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของเมล็ดพืชใหม่ ซึ่งจะเติบโตและดูดซับโครงสร้างเก่าทั้งหมดในที่สุด ชิ้นงานยังคงรูปทรงเดิม แต่ปัจจุบันทำจากวัสดุที่อ่อนนุ่มและไม่มีแรงกด ซึ่งอาจอยู่ภายใต้วัฏจักรใหม่ของการเปลี่ยนรูป กระบวนการดังกล่าวสามารถทำซ้ำได้หลายครั้ง หากจำเป็นโดยระดับการเสียรูปที่กำหนด

การทำงานเย็นคือการเสียรูปที่อุณหภูมิต่ำเกินไปสำหรับการตกผลึกใหม่ สำหรับโลหะส่วนใหญ่ นิยามนี้สอดคล้องกับอุณหภูมิห้อง หากการเสียรูปเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเพียงพอเพื่อให้การตกผลึกใหม่มีเวลาตามการเสียรูปของวัสดุ การประมวลผลดังกล่าวจะเรียกว่าร้อน ตราบใดที่อุณหภูมิยังคงสูงเพียงพอ ก็สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ตามอำเภอใจ สถานะความร้อนของโลหะนั้นพิจารณาจากอุณหภูมิที่ใกล้กับจุดหลอมเหลวเป็นหลัก ตะกั่วที่มีความอ่อนนุ่มสูงทำให้สามารถตกผลึกใหม่ได้ง่าย หมายความว่าสามารถทำงาน "ร้อน" ได้ที่อุณหภูมิห้อง

การควบคุมพื้นผิว คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพืช โดยทั่วไปแล้วจะไม่เหมือนกันในทิศทางที่ต่างกัน เนื่องจากเมล็ดพืชแต่ละเม็ดเป็นผลึกเดี่ยวที่มีโครงสร้างผลึกของตัวมันเอง คุณสมบัติของตัวอย่างโลหะเป็นผลมาจากการหาค่าเฉลี่ยของเมล็ดพืชทั้งหมด ในกรณีของการวางแนวเกรนแบบสุ่ม คุณสมบัติทางกายภาพทั่วไปจะเหมือนกันในทุกทิศทาง ในทางกลับกัน หากระนาบผลึกหรือแถวอะตอมของเกรนส่วนใหญ่ขนานกัน คุณสมบัติของตัวอย่างจะกลายเป็น "แอนไอโซทรอปิก" กล่าวคือ ขึ้นอยู่กับทิศทาง ในกรณีนี้ ถ้วยที่ได้จากการอัดรีดแบบลึกจากจานกลม จะมี "ลิ้น" หรือ "หอยเชลล์" อยู่ที่ขอบด้านบน เนื่องจากวัสดุเปลี่ยนรูปได้ง่ายกว่าในบางทิศทาง ในการสร้างรูปทรงทางกล anisotropy ของคุณสมบัติทางกายภาพมักไม่เป็นที่พึงปรารถนา แต่ในแผ่นวัสดุแม่เหล็กสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ ทิศทางของการทำให้เป็นแม่เหล็กง่าย ๆ ซึ่งกำหนดโดยโครงสร้างผลึกในผลึกเดี่ยวนั้น เป็นสิ่งที่พึงปรารถนาอย่างยิ่งยวดจะสอดคล้องกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กทุกเม็ด ดังนั้น "การวางแนวที่ต้องการ" (พื้นผิว) อาจเป็นที่ต้องการหรือไม่ก็ได้ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของวัสดุ โดยทั่วไป เมื่อวัสดุเกิดการตกผลึกใหม่ การวางแนวที่ต้องการจะเปลี่ยนไป ลักษณะของการวางแนวนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและความบริสุทธิ์ของวัสดุ ขึ้นอยู่กับประเภทและระดับของการเสียรูปเมื่อเย็น ตลอดจนระยะเวลาและอุณหภูมิของการหลอมด้วย

การควบคุมขนาดเกรน คุณสมบัติทางกายภาพของตัวอย่างโลหะนั้นพิจารณาจากขนาดเกรนโดยเฉลี่ยเป็นส่วนใหญ่ คุณสมบัติทางกลที่ดีที่สุดมักจะสอดคล้องกับโครงสร้างที่มีเนื้อละเอียด การลดขนาดเกรนมักจะเป็นหนึ่งในเป้าหมายของการอบชุบด้วยความร้อน (รวมถึงการหลอมและการหล่อ) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การแพร่กระจายจะเร็วขึ้น ดังนั้นขนาดเกรนเฉลี่ยจึงเพิ่มขึ้น ขอบเขตของเมล็ดพืชเปลี่ยนไปโดยที่เมล็ดที่ใหญ่กว่าจะงอกขึ้นโดยยอมแลกกับเมล็ดที่เล็กกว่าซึ่งจะหายไปในที่สุด ดังนั้น กระบวนการทำงานร้อนขั้นสุดท้ายมักจะดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้ เพื่อให้ขนาดเกรนมีขนาดเล็กที่สุด การทำงานที่ร้อนที่อุณหภูมิต่ำมักถูกจัดเตรียมโดยเจตนา โดยส่วนใหญ่จะเป็นการลดขนาดเกรน ถึงแม้ว่าการทำงานเย็นจะได้ผลเช่นเดียวกันกับการตกผลึกใหม่ก็ตาม

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการที่กล่าวข้างต้นเกิดขึ้นทั้งในโลหะบริสุทธิ์และในโลหะผสม แต่มีกระบวนการอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่เป็นไปได้เฉพาะในวัสดุโลหะที่มีส่วนประกอบตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไป ตัวอย่างเช่น ในการหล่อโลหะผสม เกือบจะมีความไม่เท่าเทียมกันในองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งถูกกำหนดโดยกระบวนการแข็งตัวที่ไม่สม่ำเสมอ ในโลหะผสมชุบแข็ง องค์ประกอบของเฟสของแข็งซึ่งเกิดขึ้นในแต่ละช่วงเวลานั้นไม่เหมือนกับในเฟสของเหลวซึ่งอยู่ในสมดุลกับมัน ดังนั้น องค์ประกอบของของแข็งที่ปรากฏในช่วงเวลาเริ่มต้นของการแข็งตัวจะแตกต่างจากเมื่อสิ้นสุดการแข็งตัว และสิ่งนี้นำไปสู่ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันเชิงพื้นที่ขององค์ประกอบในระดับจุลทรรศน์ ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันดังกล่าวหมดไปโดยการให้ความร้อนอย่างง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับการเสียรูปทางกล

ทำความสะอาด. แม้ว่าความบริสุทธิ์ของโลหะจะถูกกำหนดโดยเงื่อนไขของการหลอมและการหล่อเป็นหลัก แต่การทำให้โลหะบริสุทธิ์มักจะทำได้โดยการอบชุบด้วยความร้อนในสถานะของแข็ง สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในโลหะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของมันกับบรรยากาศที่ทำให้ร้อน ดังนั้น บรรยากาศของไฮโดรเจนหรือสารรีดิวซ์อื่นๆ สามารถแปลงส่วนสำคัญของออกไซด์ให้เป็นโลหะบริสุทธิ์ได้ ความลึกของการทำความสะอาดนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถของสิ่งสกปรกในการแพร่กระจายจากปริมาตรสู่พื้นผิว ดังนั้นจึงกำหนดโดยระยะเวลาและอุณหภูมิของการอบชุบด้วยความร้อน

การแยกเฟสทุติยภูมิ ระบอบการรักษาความร้อนของโลหะผสมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับผลกระทบที่สำคัญอย่างหนึ่ง มันเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าความสามารถในการละลายในสถานะของแข็งของส่วนประกอบโลหะผสมนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ซึ่งแตกต่างจากโลหะบริสุทธิ์ ซึ่งอะตอมทั้งหมดเหมือนกัน ในสององค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น ของแข็ง สารละลาย มีอะตอมของสองประเภทที่แตกต่างกัน สุ่มกระจายบนโหนดของตาข่ายคริสตัล หากคุณเพิ่มจำนวนอะตอมของคลาสที่สอง คุณสามารถไปถึงสถานะที่ไม่สามารถแทนที่อะตอมของคลาสเฟิร์สคลาสได้ หากปริมาณขององค์ประกอบที่สองเกินขีดจำกัดความสามารถในการละลายนี้ในสถานะของแข็ง การรวมของระยะที่สองจะปรากฏในโครงสร้างสมดุลของโลหะผสม ซึ่งแตกต่างกันในองค์ประกอบและโครงสร้างจากเกรนเริ่มต้น และมักจะกระจัดกระจายอยู่ในรูปแบบ ของอนุภาคแต่ละตัว อนุภาคในระยะที่สองดังกล่าวสามารถมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง และการกระจายของอนุภาค ปัจจัยเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อน - กระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะและโลหะผสมโดยการสัมผัสความร้อนเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างและคุณสมบัติไปในทิศทางที่กำหนด เอฟเฟกต์นี้ยังสามารถใช้ร่วมกับสารเคมี การเปลี่ยนรูป แม่เหล็ก ฯลฯ

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับการอบชุบด้วยความร้อน
มนุษย์ใช้การชุบโลหะด้วยความร้อนมาตั้งแต่สมัยโบราณ ย้อนกลับไปในยุคหินเอนโนลิธอิกโดยใช้การตีขึ้นรูปเย็นของทองคำและทองแดงพื้นเมือง คนดึกดำบรรพ์ต้องเผชิญกับปรากฏการณ์การชุบแข็งชิ้นงาน ซึ่งทำให้ยากต่อการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีใบมีดบางและปลายแหลมคม และเพื่อที่จะคืนสภาพพลาสติก ช่างตีเหล็กต้องร้อน ทองแดงหลอมเย็นในเตา หลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของการใช้การหลอมแบบอ่อนตัวของโลหะชุบแข็งนั้นมีอายุย้อนไปถึงปลายสหัสวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช อี การหลอมดังกล่าวเป็นการดำเนินการครั้งแรกของการอบชุบโลหะด้วยความร้อนเมื่อถึงเวลาที่ปรากฏ ในการผลิตอาวุธและเครื่องมือจากเหล็กที่ได้จากกระบวนการเป่าชีสนั้น ช่างตีเหล็กได้ให้ความร้อนแท่งเหล็กสำหรับการตีขึ้นรูปร้อนในเตาถ่าน ในเวลาเดียวกัน เหล็กถูกคาร์บูไรซ์ กล่าวคือ เกิดการประสาน ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการรักษาด้วยความร้อนด้วยสารเคมี การหล่อเย็นผลิตภัณฑ์หลอมที่ทำจากเหล็กคาร์บูไรซ์ในน้ำ ช่างตีเหล็กค้นพบความกระด้างที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและการปรับปรุงคุณสมบัติอื่นๆ การชุบแข็งของเหล็กคาร์บูไรซ์ในน้ำถูกใช้ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 2 ถึงต้นสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช อี ใน "Odyssey" ของโฮเมอร์ (8-7 ศตวรรษก่อนคริสต์ศักราช) มีบรรทัดดังกล่าว: "ช่างตีเหล็กขว้างขวานร้อนแดงหรือขวานลงในน้ำเย็นได้อย่างไรและเหล็กก็ส่งเสียงขู่กึกก้องซึ่งแข็งแกร่งกว่าเหล็กแข็งในไฟ และน้ำ" ในค. BC อี กระจกเทมเปอร์ของอิทรุสกันที่ทำจากบรอนซ์ดีบุกสูงในน้ำ (มักจะเพิ่มความเงางามเมื่อขัดเงา) การทำคาร์บูไรเซชันของเหล็กในถ่านหรืออินทรียวัตถุ และการชุบแข็งและการอบคืนตัวของเหล็ก ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในยุคกลางในการผลิตมีด ดาบ ตะไบ และเครื่องมืออื่นๆ ช่างฝีมือในยุคกลางไม่ทราบถึงแก่นแท้ของการเปลี่ยนแปลงภายในของโลหะ มักอ้างว่าคุณสมบัติที่สูงระหว่างการอบชุบโลหะด้วยความร้อนนั้นเป็นผลมาจากการปรากฏของพลังเหนือธรรมชาติ จนถึงกลางศตวรรษที่ 19 ความรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับการอบชุบโลหะด้วยความร้อนคือการรวบรวมสูตรที่พัฒนาจากประสบการณ์หลายศตวรรษ ความต้องการของการพัฒนาเทคโนโลยี และการพัฒนาการผลิตปืนใหญ่จากเหล็กกล้าเป็นหลัก นำไปสู่การเปลี่ยนรูปแบบการอบชุบโลหะด้วยความร้อนจากงานศิลปะมาเป็นวิทยาศาสตร์ ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 19 เมื่อกองทัพพยายามที่จะแทนที่ปืนใหญ่ทองแดงและเหล็กหล่อด้วยปืนใหญ่ที่มีพลังมากกว่า ปัญหาในการทำลำกล้องปืนที่สูงและรับประกันความแข็งแกร่งนั้นรุนแรงมาก แม้ว่าที่จริงแล้วนักโลหะวิทยาจะรู้จักสูตรการถลุงและหล่อเหล็ก แต่กระบอกปืนมักจะระเบิดโดยไม่มีเหตุผลชัดเจน D.K. Chernov ที่โรงงานเหล็ก Obukhov ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ศึกษาส่วนสลักที่เตรียมจากกระบอกปืนภายใต้กล้องจุลทรรศน์และสังเกตโครงสร้างของการแตกหักที่จุดแตกภายใต้แว่นขยาย สรุปว่าเหล็กยิ่งแข็งแกร่ง ยิ่งมีโครงสร้างที่ละเอียดกว่า ในปี 1868 Chernov ค้นพบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของเหล็กหล่อเย็นที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิหนึ่ง ซึ่งเขาเรียกว่าจุดวิกฤต a และ b หากเหล็กถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุด a จะไม่สามารถชุบแข็งได้ และเพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีเนื้อละเอียด เหล็กจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุด b การค้นพบจุดวิกฤตของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในเหล็กของเชอร์นอฟทำให้สามารถพิสูจน์เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ในการเลือกโหมดการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่จำเป็นของผลิตภัณฑ์เหล็ก

ในปี ค.ศ. 1906 A. Wilm (ประเทศเยอรมนี) โดยใช้ดูราลูมินที่เขาคิดค้นขึ้น ค้นพบความชราหลังการชุบแข็ง (ดู การเสื่อมสภาพของโลหะ) ซึ่งเป็นวิธีการที่สำคัญที่สุดในการชุบแข็งโลหะผสมตามฐานต่างๆ (อะลูมิเนียม ทองแดง นิกเกิล เหล็ก ฯลฯ) . ในยุค 30 ศตวรรษที่ 20 การรักษาความร้อนด้วยเครื่องกลของโลหะผสมทองแดงที่เสื่อมสภาพปรากฏขึ้นและในปี 1950 การบำบัดด้วยความร้อนของเหล็กซึ่งทำให้สามารถเพิ่มความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก การอบชุบด้วยความร้อนประเภทต่างๆ ได้แก่ การบำบัดด้วยความร้อนด้วยความร้อน ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์ระบายความร้อนในสนามแม่เหล็กสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กบางประการได้

การศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและคุณสมบัติของโลหะและโลหะผสมจำนวนมากภายใต้การกระทำทางความร้อนได้ส่งผลให้เกิดทฤษฎีที่สอดคล้องกันของการอบชุบด้วยความร้อนของโลหะ

การจำแนกประเภทของการอบชุบด้วยความร้อนขึ้นอยู่กับประเภทของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโลหะที่เกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสกับความร้อน การอบชุบด้วยความร้อนของโลหะแบ่งออกเป็นการทรีทเมนต์ด้วยความร้อน ซึ่งประกอบด้วยผลกระทบจากความร้อนบนโลหะเท่านั้น การบำบัดด้วยความร้อนด้วยสารเคมี ซึ่งรวมผลกระทบจากความร้อนและสารเคมี และเทอร์โมแมคคานิคอลซึ่งรวมผลกระทบจากความร้อนและการเสียรูปของพลาสติก การบำบัดด้วยความร้อนที่จริงแล้วรวมถึงประเภทต่อไปนี้: การหลอมแบบที่ 1 การหลอมแบบที่ 2 การชุบแข็งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงหลายรูปแบบและด้วยการเปลี่ยนแปลงหลายรูปแบบการเสื่อมสภาพและการแบ่งเบาบรรเทา

ไนไตรดิ้งคือความอิ่มตัวของพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะที่มีไนโตรเจนเพื่อเพิ่มความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ขีดจำกัดความล้า และความต้านทานการกัดกร่อน ไนไตรดิ้งใช้กับเหล็กกล้า ไททาเนียม โลหะผสมบางชนิด ส่วนใหญ่มักเป็นเหล็กกล้าเจือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครเมียม-อะลูมิเนียม เช่นเดียวกับเหล็กที่มีวาเนเดียมและโมลิบดีนัม
ไนไตรดิ้งของเหล็กเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 500 650 องศาเซลเซียสในแอมโมเนีย ที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 องศาเซลเซียส การแยกตัวของแอมโมเนียเริ่มต้นตามปฏิกิริยา NH3 ’ 3H + N ไนโตรเจนอะตอมที่เป็นผลลัพธ์จะกระจายไปในโลหะทำให้เกิดเฟสไนโตรเจน ที่อุณหภูมิไนไตรด์ต่ำกว่า 591 C ชั้นไนไตรด์ประกอบด้วยสามขั้นตอน (รูปที่): µ Fe2N ไนไตรด์, ³ "Fe4N ไนไตรด์, ± เฟอร์ไรต์ไนโตรเจนที่มีไนโตรเจนประมาณ 0.01% ที่อุณหภูมิห้อง ที่อุณหภูมิไนไตรดิ้งที่ 600 650 C มากขึ้นและ ³ เฟส ซึ่งเป็นผลมาจากการเย็นตัวช้า สลายตัวที่อุณหภูมิ 591 C เป็นยูเทคตอยด์ ± + ³ 1 ความแข็งของชั้นไนไตรด์เพิ่มขึ้นเป็น HV = 1200 (เท่ากับ 12 Gn/m2) และคงไว้เมื่อ ให้ความร้อนซ้ำได้สูงถึง 500-600 C ซึ่งรับประกันความทนทานต่อการสึกหรอของชิ้นส่วนที่อุณหภูมิสูง เหล็กกล้าไนไตรดิ้งมีความทนทานต่อการสึกหรอของเหล็กชุบแข็งและชุบแข็งได้ดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด ไนไตรดิ้งเป็นกระบวนการที่ยาวนาน ใช้เวลา 20-50 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ชั้น ความหนา 0.2-0.4 มม. อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้กระบวนการเร็วขึ้น แต่ลดความแข็งของชั้น เคลือบด้วยไนไตรดิ้ง (สำหรับ เหล็กโครงสร้าง) และการชุบนิกเกิล (สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กทนความร้อน) เพื่อลดความเปราะบางของชั้น บางครั้งใช้ไนไตรด์ของเหล็กทนความร้อนในส่วนผสมของแอมโมเนียและไนโตรเจน
ไนไตรดิ้งของโลหะผสมไททาเนียมดำเนินการที่อุณหภูมิ 850 950 C ในไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง (ไม่ใช้ไนไตรดิงในแอมโมเนียเนื่องจากความเปราะของโลหะที่เพิ่มขึ้น)

ในระหว่างการทำไนไตรดิ้ง ชั้นไนไตรด์บางด้านบนและสารละลายไนโตรเจนที่เป็นของแข็งใน ±-ไททาเนียมจะก่อตัวขึ้น ความลึกของชั้นเป็นเวลา 30 ชั่วโมง 0.08 มม. โดยมีความแข็งผิว HV = 800 850 (สอดคล้องกับ 8 8.5 H/m2) การนำธาตุผสมบางชนิด (Al สูงถึง 3%, Zr 3 5% เป็นต้น) ลงในโลหะผสมจะเพิ่มอัตราการแพร่ของไนโตรเจน เพิ่มความลึกของชั้นไนไตรด์ และโครเมียมจะลดอัตราการแพร่ ไนไตรดิ้งของโลหะผสมไททาเนียมในไนโตรเจนแบบแรไฟทำให้ได้ชั้นที่ลึกกว่าโดยไม่มีโซนไนไตรด์เปราะ
ไนไตรดิ้งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม รวมถึงสำหรับชิ้นส่วนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 500-600 องศาเซลเซียส (ผ้าบุกระบอกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง เกียร์ สปูลคู่ ชิ้นส่วนอุปกรณ์เชื้อเพลิง ฯลฯ)
Lit.: Minkevich A.N. , การบำบัดด้วยความร้อนด้วยเคมีของโลหะและโลหะผสม, 2nd ed., M. , 1965: Gulyaev A.P. Metallurgy, 4th ed., M. , 1966

กระแสความถี่สูงสามารถรับมือกับกระบวนการบำบัดความร้อนด้วยโลหะที่หลากหลายได้อย่างดีเยี่ยม การติดตั้ง HDTV เหมาะสำหรับการชุบแข็ง จนถึงปัจจุบันไม่มีอุปกรณ์ใดที่สามารถแข่งขันกับความร้อนเหนี่ยวนำได้เท่าเทียมกัน ผู้ผลิตเริ่มให้ความสำคัญกับอุปกรณ์เหนี่ยวนำมากขึ้นเรื่อยๆ โดยได้มาซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวสำหรับการแปรรูปผลิตภัณฑ์และการหลอมโลหะ

การติดตั้ง HDTV ที่ดีสำหรับการชุบแข็งคืออะไร

การติดตั้ง HDTV เป็นอุปกรณ์พิเศษที่สามารถแปรรูปโลหะคุณภาพสูงได้ในเวลาอันสั้น ในการใช้งานแต่ละฟังก์ชัน คุณควรเลือกการติดตั้งเฉพาะ เช่น สำหรับการชุบแข็ง ทางที่ดีควรซื้อ HDTV คอมเพล็กซ์สำเร็จรูป ซึ่งทุกอย่างได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ชุบแข็งได้อย่างสะดวกสบาย
การติดตั้ง HDTV มีข้อดีมากมาย แต่เราจะไม่พิจารณาทุกอย่าง แต่จะเน้นที่ข้อดีเฉพาะสำหรับการชุบแข็ง HDTV

1. การติดตั้ง HDTV จะร้อนขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ โดยเริ่มดำเนินการกับโลหะอย่างรวดเร็ว เมื่อใช้การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ไม่จำเป็นต้องใช้เวลาเพิ่มเติมในการทำความร้อนระดับกลาง เนื่องจากอุปกรณ์จะเริ่มแปรรูปโลหะทันที
2. การเหนี่ยวนำความร้อนไม่ต้องการวิธีการทางเทคนิคเพิ่มเติม เช่น การใช้น้ำมันดับ สินค้ามีคุณภาพสูงและจำนวนข้อบกพร่องในการผลิตลดลงอย่างมาก
3. การติดตั้ง HDTV นั้นปลอดภัยอย่างสมบูรณ์สำหรับพนักงานขององค์กร และยังใช้งานง่ายอีกด้วย ไม่จำเป็นต้องจ้างบุคลากรที่มีคุณสมบัติสูงเพื่อเรียกใช้และตั้งโปรแกรมอุปกรณ์
4. กระแสความถี่สูงทำให้สามารถชุบแข็งได้ลึกขึ้น เนื่องจากความร้อนภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถทะลุผ่านระดับความลึกที่กำหนดได้

การติดตั้ง HDTV มีข้อดีมากมาย ซึ่งสามารถระบุได้เป็นเวลานาน การใช้ความร้อน HDTV เพื่อการชุบแข็ง คุณจะลดต้นทุนด้านพลังงานลงได้อย่างมาก และยังได้รับโอกาสในการเพิ่มระดับผลิตภาพขององค์กรอีกด้วย

การติดตั้ง HDTV - หลักการทำงานสำหรับการชุบแข็ง

การติดตั้ง HDTV ทำงานโดยใช้หลักการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ กฎ Joule-Lenz และ Faraday-Maxwell เกี่ยวกับการแปลงพลังงานไฟฟ้าถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานของหลักการนี้
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายพลังงานไฟฟ้าซึ่งไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ เปลี่ยนเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลัง กระแสน้ำวนของสนามที่ก่อตัวขึ้นเริ่มออกฤทธิ์และเมื่อเจาะเข้าไปในโลหะแล้ว จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนและเริ่มแปรรูปผลิตภัณฑ์

การเหนี่ยวนำความร้อนเป็นวิธีการให้ความร้อนแบบไม่สัมผัสโดยกระแสความถี่สูง (อังกฤษ RFH - การให้ความร้อนด้วยความถี่วิทยุ, การให้ความร้อนด้วยคลื่นความถี่วิทยุ) ของวัสดุที่นำไฟฟ้า

คำอธิบายของวิธีการ

การเหนี่ยวนำความร้อนคือการให้ความร้อนของวัสดุโดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นนี่คือความร้อนของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้า (ตัวนำ) โดยสนามแม่เหล็กของตัวเหนี่ยวนำ (แหล่งที่มาของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ) การเหนี่ยวนำความร้อนจะดำเนินการดังนี้ ชิ้นงานที่นำไฟฟ้า (โลหะ, กราไฟต์) ถูกวางไว้ในตัวเหนี่ยวนำที่เรียกว่า ซึ่งเป็นเส้นลวดหนึ่งเส้นขึ้นไป (ส่วนใหญ่มักเป็นทองแดง) กระแสอันทรงพลังของความถี่ต่างๆ (จากหลายสิบเฮิรตซ์ถึงหลายเมกะเฮิรตซ์) ถูกเหนี่ยวนำในตัวเหนี่ยวนำโดยใช้เครื่องกำเนิดพิเศษซึ่งเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสน้ำวนในชิ้นงาน กระแสน้ำวนทำให้ชิ้นงานร้อนภายใต้การกระทำของความร้อนจูล (ดูกฎจูล-เลนซ์)

ระบบตัวเหนี่ยวนำว่างเปล่าเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบไม่มีแกนซึ่งตัวเหนี่ยวนำเป็นขดลวดปฐมภูมิ ชิ้นงานเป็นแบบขดลวดทุติยภูมิลัดวงจร ฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างขดลวดจะปิดในอากาศ

ที่ความถี่สูงกระแสน้ำวนจะถูกแทนที่โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากพวกมันในชั้นผิวบาง ๆ ของชิ้นงาน Δ ​​(Surface-effect) ซึ่งเป็นผลมาจากความหนาแน่นของพวกมันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและชิ้นงานจะถูกทำให้ร้อน ชั้นพื้นฐานของโลหะได้รับความร้อนเนื่องจากการนำความร้อน ไม่ใช่กระแสที่สำคัญ แต่เป็นความหนาแน่นกระแสสูง ในชั้นผิวหนัง Δ ความหนาแน่นกระแสจะลดลงตามปัจจัยของ e เมื่อเทียบกับความหนาแน่นกระแสบนพื้นผิวของชิ้นงาน ในขณะที่ความร้อน 86.4% ถูกปลดปล่อยออกมาในชั้นผิวหนัง (ของการปล่อยความร้อนทั้งหมด ความลึกของชั้นผิวหนังขึ้นอยู่กับ เกี่ยวกับความถี่ของรังสี: ยิ่งความถี่สูง ชั้นผิวที่บางลง นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ μ ของวัสดุชิ้นงาน

สำหรับโลหะผสมเหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดกูรี μ มีค่าตั้งแต่หลายร้อยถึงหมื่น สำหรับวัสดุอื่นๆ (หลอมเหลว โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ยูเทคติกเหลวละลายต่ำ กราไฟต์ อิเล็กโทรไลต์ เซรามิกที่นำไฟฟ้า ฯลฯ) μ จะเท่ากับหนึ่งโดยประมาณ

ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 2 MHz ความลึกของผิวทองแดงประมาณ 0.25 มม. สำหรับเหล็ก ≈ 0.001 มม.

ตัวเหนี่ยวนำจะร้อนมากระหว่างการทำงาน เนื่องจากจะดูดซับรังสีของตัวเอง นอกจากนี้ยังดูดซับการแผ่รังสีความร้อนจากชิ้นงานที่ร้อนอีกด้วย พวกมันสร้างตัวเหนี่ยวนำจากท่อทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ น้ำถูกจ่ายโดยการดูด - ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยในกรณีที่เกิดการไหม้หรือลดแรงดันของตัวเหนี่ยวนำ

แอปพลิเคชัน:
การหลอม การบัดกรี และการเชื่อมโลหะแบบไม่สัมผัสที่สะอาดเป็นพิเศษ
ใบเสร็จ ต้นแบบโลหะผสม
การดัดและอบชุบชิ้นส่วนเครื่องจักร
ธุรกิจจิวเวลรี่.
การตัดเฉือนชิ้นส่วนขนาดเล็กที่อาจได้รับความเสียหายจากเปลวไฟหรือความร้อนจากอาร์ค
การชุบผิวแข็ง
การชุบแข็งและการอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน
การฆ่าเชื้อเครื่องมือแพทย์

ข้อดี.

การให้ความร้อนหรือหลอมละลายของวัสดุที่นำไฟฟ้าด้วยความเร็วสูง

การให้ความร้อนสามารถทำได้ในบรรยากาศป้องกันแก๊ส ในตัวกลางออกซิไดซ์ (หรือรีดิวซ์) ในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า ในสุญญากาศ

การให้ความร้อนผ่านผนังของห้องป้องกันที่ทำจากแก้ว ซีเมนต์ พลาสติก ไม้ - วัสดุเหล่านี้ดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยมากและยังคงเย็นระหว่างการติดตั้ง ให้ความร้อนเฉพาะวัสดุที่นำไฟฟ้าเท่านั้น - โลหะ (รวมถึงหลอมเหลว) คาร์บอน เซรามิกนำไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์ โลหะเหลว ฯลฯ

เนื่องจากแรง MHD ที่เกิดขึ้นใหม่ โลหะเหลวจึงถูกผสมอย่างเข้มข้น จนถึงการรักษาให้ลอยอยู่ในอากาศหรือก๊าซป้องกัน - นี่คือวิธีที่โลหะผสมบริสุทธิ์พิเศษได้รับในปริมาณเล็กน้อย (การหลอมแบบลอยตัว การหลอมละลายในเบ้าหลอมแบบแม่เหล็กไฟฟ้า)

เนื่องจากการให้ความร้อนกระทำโดยใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงไม่เกิดมลภาวะของชิ้นงานโดยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของคบเพลิงในกรณีที่เกิดความร้อนจากเปลวไฟจากแก๊ส หรือโดยวัสดุอิเล็กโทรดในกรณีที่เกิดความร้อนจากส่วนโค้ง การวางตัวอย่างในบรรยากาศก๊าซเฉื่อยและอัตราการให้ความร้อนสูงจะช่วยขจัดการก่อตัวของตะกรัน

ใช้งานง่ายเนื่องจากตัวเหนี่ยวนำมีขนาดเล็ก

ตัวเหนี่ยวนำสามารถทำเป็นรูปทรงพิเศษได้ - ซึ่งจะทำให้ชิ้นส่วนที่มีโครงสร้างซับซ้อนให้ความร้อนสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว โดยไม่ทำให้เกิดการบิดงอหรือไม่ให้ความร้อนในพื้นที่

ง่ายต่อการทำความร้อนในท้องถิ่นและแบบเลือก

เนื่องจากความร้อนที่เข้มข้นที่สุดเกิดขึ้นในชั้นบนที่บางของชิ้นงาน และชั้นที่อยู่ด้านล่างจะได้รับความร้อนอย่างอ่อนโยนมากขึ้นเนื่องจากการนำความร้อน วิธีการนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการชุบแข็งผิวของชิ้นส่วน (แกนกลางยังคงมีความหนืด)

อุปกรณ์อัตโนมัติที่ง่ายดาย - รอบการทำความร้อนและความเย็น การควบคุมอุณหภูมิและการถือครอง การป้อนและการกำจัดชิ้นงาน

หน่วยทำความร้อนเหนี่ยวนำ:

ในการติดตั้งที่มีความถี่ในการทำงานสูงถึง 300 kHz จะใช้อินเวอร์เตอร์ในชุดประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET การติดตั้งดังกล่าวออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนกับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ในการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก จะใช้ความถี่สูง (สูงถึง 5 MHz, ช่วงของคลื่นกลางและสั้น) การติดตั้งความถี่สูงจะถูกสร้างขึ้นบนหลอดอิเล็กทรอนิกส์

นอกจากนี้ เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนขนาดเล็ก การติดตั้งความถี่สูงจะถูกสร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ MOSFET สำหรับความถี่ในการทำงานสูงถึง 1.7 MHz การควบคุมและปกป้องทรานซิสเตอร์ที่ความถี่สูงทำให้เกิดปัญหาบางประการ ดังนั้นการตั้งค่าความถี่ที่สูงขึ้นจึงค่อนข้างแพง

ตัวเหนี่ยวนำให้ความร้อนชิ้นส่วนขนาดเล็กมีขนาดเล็กและตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กซึ่งนำไปสู่การลดลงของปัจจัยคุณภาพของวงจรเรโซแนนท์ทำงานที่ความถี่ต่ำและประสิทธิภาพลดลงและยังแสดงอันตรายต่อออสซิลเลเตอร์หลัก (ปัจจัยด้านคุณภาพ ของวงจรเรโซแนนซ์เป็นสัดส่วนกับ L / C วงจรเรโซแนนซ์ที่มีปัจจัยคุณภาพต่ำนั้นดีเกินไป "ถูกปั๊ม" ด้วยพลังงาน ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในตัวเหนี่ยวนำและปิดใช้งานออสซิลเลเตอร์หลัก) เพื่อเพิ่มปัจจัยคุณภาพของวงจรออสซิลเลเตอร์ ใช้สองวิธี:
- เพิ่มความถี่ในการทำงานซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง
- การใช้เม็ดมีดแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำ วางตัวเหนี่ยวนำด้วยแผ่นวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก

เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ความถี่สูง การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจึงได้รับการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลังจากการพัฒนาและเริ่มการผลิตหลอดไฟสำหรับเครื่องกำเนิดที่มีประสิทธิภาพ ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 การเหนี่ยวนำความร้อนถูกจำกัดการใช้งาน ในเวลานั้นเครื่องกำเนิดความถี่สูง (งานโดย V.P. Vologdin) หรือการติดตั้งการปล่อยประกายไฟถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โดยหลักการแล้ววงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเป็นอะไรก็ได้ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลายใบพัด, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า RC, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ตื่นเต้นอย่างอิสระ, เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายต่างๆ) ที่ทำงานบนโหลดในรูปแบบของขดลวดเหนี่ยวนำและมีกำลังเพียงพอ นอกจากนี้ยังจำเป็นที่ความถี่การสั่นสูงเพียงพอ

ตัวอย่างเช่น ในการ "ตัด" ลวดเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. ในไม่กี่วินาที ต้องใช้กำลังการสั่นอย่างน้อย 2 กิโลวัตต์ที่ความถี่อย่างน้อย 300 kHz

โครงร่างถูกเลือกตามเกณฑ์ต่อไปนี้: ความน่าเชื่อถือ; เสถียรภาพความผันผวน ความเสถียรของพลังงานที่ปล่อยออกมาในชิ้นงาน ความสะดวกในการผลิต ความสะดวกในการติดตั้ง; จำนวนชิ้นส่วนขั้นต่ำเพื่อลดต้นทุน การใช้ชิ้นส่วนที่โดยรวมแล้วทำให้น้ำหนักและขนาดลดลง เป็นต้น

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่เครื่องกำเนิดสัญญาณสามจุดแบบอุปนัย (เครื่องกำเนิดฮาร์ทลีย์ เครื่องกำเนิดการเปลี่ยนแปลงอัตโนมัติ) ถูกใช้เป็นเครื่องกำเนิดของการสั่นความถี่สูง ข้อเสนอแนะ, วงจรบนตัวแบ่งแรงดันไฟแบบวงจรอุปนัย) นี่คือวงจรจ่ายไฟแบบขนานที่กระตุ้นตัวเองสำหรับแอโนดและวงจรเลือกความถี่ที่สร้างจากวงจรออสซิลเลเตอร์ มีการใช้อย่างประสบความสำเร็จและยังคงใช้ต่อไปในห้องปฏิบัติการ การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับเครื่องประดับ สถานประกอบการอุตสาหกรรม และในการปฏิบัติงานของมือสมัครเล่น ตัวอย่างเช่น ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การชุบแข็งพื้นผิวของลูกกลิ้งของรถถัง T-34 ได้ดำเนินการในการติดตั้งดังกล่าว

ข้อเสียของสามจุด:

ประสิทธิภาพต่ำ (น้อยกว่า 40% เมื่อใช้หลอดไฟ)

การเบี่ยงเบนความถี่ที่รุนแรงในขณะที่ให้ความร้อนแก่ชิ้นงานที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กเหนือจุด Curie (≈700С) (การเปลี่ยนแปลงของμ) ซึ่งเปลี่ยนความลึกของชั้นผิวหนังและเปลี่ยนโหมดการอบชุบด้วยความร้อนอย่างไม่คาดคิด เมื่อให้ความร้อนกับชิ้นส่วนที่สำคัญ อาจไม่สามารถยอมรับได้ นอกจากนี้ การติดตั้ง RF ที่ทรงพลังต้องทำงานในช่วงความถี่แคบๆ ที่ Rossvyazokhrankultura อนุญาต เนื่องจากมีการป้องกันที่ไม่ดี พวกมันจึงเป็นเครื่องส่งวิทยุ และอาจรบกวนการแพร่ภาพทางโทรทัศน์และวิทยุ บริการชายฝั่งและกู้ภัย

เมื่อเปลี่ยนชิ้นงาน (เช่น จากชิ้นที่เล็กกว่าเป็นชิ้นที่ใหญ่กว่า) การเหนี่ยวนำของระบบชิ้นงานตัวเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนไป ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่และความลึกของชั้นผิวด้วย

เมื่อเปลี่ยนตัวเหนี่ยวนำแบบเลี้ยวเดียวเป็นแบบหลายรอบ ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง ความถี่ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน

ภายใต้การนำของ Babat, Lozinsky และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสองและสามวงจรได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น (มากถึง 70%) และยังรักษาความถี่ในการทำงานให้ดีขึ้นอีกด้วย หลักการของการกระทำของพวกเขามีดังนี้ เนื่องจากการใช้วงจรคู่และการเชื่อมต่อระหว่างกันที่อ่อนลง การเปลี่ยนแปลงในการเหนี่ยวนำของวงจรการทำงานไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างแรงในความถี่ของวงจรการตั้งค่าความถี่ เครื่องส่งวิทยุถูกสร้างขึ้นตามหลักการเดียวกัน

เครื่องกำเนิดความถี่สูงสมัยใหม่เป็นอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ส่วนประกอบ IGBT หรือทรานซิสเตอร์ MOSFET อันทรงพลัง ซึ่งมักจะสร้างตามแบบบริดจ์หรือแบบฮาล์ฟบริดจ์ ทำงานที่ความถี่สูงถึง 500 kHz ประตูของทรานซิสเตอร์เปิดโดยใช้ระบบควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ ระบบควบคุมขึ้นอยู่กับงานช่วยให้คุณถือ .โดยอัตโนมัติ

ก) ความถี่คงที่
b) พลังงานคงที่ที่ปล่อยออกมาในชิ้นงาน
ค) ประสิทธิภาพสูงสุด

ตัวอย่างเช่น เมื่อวัสดุแม่เหล็กถูกทำให้ร้อนเหนือจุด Curie ความหนาของชั้นผิวหนังจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นของกระแสไฟจะลดลง และชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง คุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุก็หายไปเช่นกันและกระบวนการย้อนกลับของการทำให้เป็นแม่เหล็กหยุดลง - ชิ้นงานเริ่มร้อนขึ้นแย่ลง ความต้านทานโหลดลดลงอย่างกะทันหัน - ซึ่งอาจนำไปสู่ ​​"ระยะห่าง" ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและความล้มเหลว ระบบควบคุมตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงผ่านจุด Curie และเพิ่มความถี่โดยอัตโนมัติเมื่อโหลดลดลงอย่างกะทันหัน (หรือลดพลังงาน)

หมายเหตุ.

ควรวางตัวเหนี่ยวนำให้ใกล้กับชิ้นงานมากที่สุด สิ่งนี้ไม่เพียงเพิ่มความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้ชิ้นงานเท่านั้น (ตามสัดส่วนของกำลังสองของระยะทาง) แต่ยังเพิ่มตัวประกอบกำลัง Cos(φ)

การเพิ่มความถี่จะลดค่าตัวประกอบกำลังลงอย่างมาก (ตามสัดส่วนของลูกบาศก์ของความถี่)

เมื่อวัสดุที่เป็นแม่เหล็กถูกทำให้ร้อน ความร้อนเพิ่มเติมก็จะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการกลับตัวของสนามแม่เหล็ก การให้ความร้อนไปยังจุด Curie นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก

เมื่อคำนวณตัวเหนี่ยวนำจำเป็นต้องคำนึงถึงความเหนี่ยวนำของยางที่นำไปสู่ตัวเหนี่ยวนำซึ่งสามารถมากกว่าตัวเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำเองได้มาก (หากตัวเหนี่ยวนำทำในรูปของการหมุนรอบเล็ก ๆ เส้นผ่านศูนย์กลางหรือแม้กระทั่งส่วนหนึ่งของการเลี้ยว - ส่วนโค้ง)

มีสองกรณีของการสั่นพ้องในวงจรออสซิลเลเตอร์: เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์และเรโซแนนซ์กระแส
วงจรการสั่นแบบขนาน - การสะท้อนของกระแส
ในกรณีนี้ แรงดันไฟบนคอยล์และบนตัวเก็บประจุจะเท่ากับแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่เรโซแนนซ์ ความต้านทานของวงจรระหว่างจุดแตกแขนงจะสูงสุด และกระแส (รวม I) ผ่านความต้านทานโหลด Rn จะน้อยที่สุด (กระแสภายในวงจร I-1l และ I-2s มากกว่ากระแสกำเนิด) .

ตามหลักการแล้ว อิมพีแดนซ์ลูปคืออินฟินิตี้ - วงจรไม่ได้ดึงกระแสจากแหล่งกำเนิด เมื่อความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางใดๆ จากความถี่เรโซแนนซ์ อิมพีแดนซ์ของวงจรจะลดลงและกระแสเชิงเส้น (Itot) จะเพิ่มขึ้น

วงจรออสซิลเลเตอร์แบบอนุกรม - เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์

คุณสมบัติหลักของวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมคืออิมพีแดนซ์ของมันมีค่าน้อยที่สุดที่เรโซแนนซ์ (ZL + ZC - ขั้นต่ำ) เมื่อปรับความถี่เป็นค่าที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าความถี่เรโซแนนซ์ อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น
เอาท์พุท:
ในวงจรขนานที่เรโซแนนซ์ กระแสที่ไหลผ่านวงจรคือ 0 และแรงดันไฟสูงสุด
ในวงจรอนุกรม ตรงกันข้ามจะเป็นจริง - แรงดันมีแนวโน้มเป็นศูนย์ และกระแสสูงสุด

บทความนี้นำมาจากเว็บไซต์ http://dic.academic.ru/ และทำใหม่เป็นข้อความที่เข้าใจได้ง่ายขึ้นสำหรับผู้อ่านโดย บริษัท LLC Prominduktor