УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Полезная модель относится к термообработке и может быть использована при закалке изделий из сплавов, в том числе из твердых.
Известен метод упрочнения твердых сплавов объемной закалкой с нагревом сплава до температуры выше 1100°С с помощью токов высокой частоты и охлаждением в закалочных баках, с использованием в качестве охлаждающей жидкости минеральных масел (Патент №2113532, МПК С22С 29/08. Твердый сплав. Гнюсов С.Ф. Опубл. 20.06.1998) [1], или с помощью спрейерного устройства и с использованием в качестве охлаждающей жидкости синтетических закалочных сред (8-10% водный раствор полимера ПК-М) (Патент №2356693 МПК B22F 3/24, С22С 29/00. Способ закалки твердого сплава. Осколкова Т.Н. Опубл. 27.05.2009) [2].
Такая обработка позволяет повысить качество изделий, путем фиксирования структурных изменений, которые происходят во время нагрева.
Из известных методов упрочнения известны установки для закалки твердых сплавов, включающие нагревательные и закалочные устройства [1, 2].
Закалка твердых сплавов с нагревом до температуры выше 1100°С с использованием установок токов высокой частоты указанными способами имеют следующие недостатки: высокий расход электроэнергии, ввиду того, что применение индуктора требует постоянного включения источника тока, и пониженное качеств твердого сплава из-за неравномерных значений характеристик изделия по сечению, вследствие неравномерного нагрева образца переменным электромагнитным полем, которое различно в разных участках сечения нагреваемого изделия.
Предлагаемая полезная модель решает следующие задачи: снижение расхода электроэнергии и повышение качества твердого сплава путем обеспечения равномерных значений характеристик изделия по сечению
Технический результат, получаемый при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в обеспечении нагрева твердого сплава с относительно невысоким расходом электроэнергии и повышение качества твердого сплава после закалки, которое обеспечивается равномерным нагревом.
Указанный технический результат, достигается тем, что в качестве установки для нагрева твердых сплавов под закалку применяют машину для контактной сварки.
Использование предлагаемой установки для нагрева изделий из твердых сплавов ВК8 при закалке с применением в качестве нагревательного устройства машины для контактной сварки обеспечивает, по сравнению с существующими установками ТВЧ, следующие преимущества:
сниженный расход электроэнергии, ввиду того, что при таком нагреве источник тока включают лишь в момент нагрева изделий из твердых сплавов, в отличие от индукционного нагрева, при котором требуется постоянное включение источника тока, к тому же, контактный нагрев более скоростной и, следовательно, имеем меньшие потери тепла от нагретого изделия в окружающую среду излучением;
повышение качества изделия из твердого сплава после закалки, которое обеспечивается его более равномерным нагревом на машине для контактной сварки, по сравнению с неравномерным нагревом по сечению нагреваемого изделия в переменном электромагнитном поле из-за различия в зазорах между индуктором и различными частями (участками) сечения изделия из твердого сплава.
На предлагаемой полезной модели были проведены исследования по упрочнению штабиков и пластин, которые показали, что время нагрева штабика из сплава марки ВК8 (5×5×35) до температуры 1150-1200°С составляет 7-8 секунд, время нагрева тех же заготовок и до тех же температур в индукторе на ТВЧ составило 23-25 секунд.
Заготовки из твердого сплава марки ВК8 после нагрева подвергли закалке с использованием емкости с закалочной средой - с маслом И 20, при этом у штабиков, нагретых на машинах для контактной сварки, значение твердости, замеренной как на разных гранях, так и различных участках по длине штабика были близкие, среднее 1765 (от 1750 до 1775) HV, следовательно, расхождение (разброс) между максимальными и минимальными значениями составило 25 единиц HV, то есть менее двух процентов.
После закали заготовок, нагретых на установках ТВЧ, расхождение значений твердости в различных частях заготовки составило 99 единиц HV (от 1683 до 1782, среднее значение твердости 1772 единиц HV), следовательно, расхождение составило более 6%.
Опыты показали и хорошую сходимость значений твердости штабиков из сплава ВК8, нагретых под закалку различными методами (1765 и 1772 единиц HV, соответственно при контактном и индукционном нагреве), расхождение всего 7 единиц, что менее 0,5% от абсолютного значения, к тому же, после закалки твердость повысилась, по сравнению с исходной твердостью (1654 единиц HV) практически на 10%.
Применение в качестве установки для нагрева твердых сплавов машины для контактной сварки обеспечило сниженный расход электроэнергии и повышение качества твердого сплава, вследствие обеспечения равномерного нагрева.