ИНДУКЦИОННО-ЗАКАЛОЧНАЯ УСТАНОВКА
INDUCTION HARDENING PLANT

Изобретение относится к термообработке изделий, в частности к устройствам для закалки деталей токами высокой частоты.
Известен автомат для закалки деталей токами высокой частоты, содержащий диск с пазами для деталей, индуктор, соединенный с источником тока, емкость с закалочной средой (см. а.с. №1254032, МКИ С21D 1/10, 1986 г.).
Недостатками этого автомата являются: невозможность термообработки изделий с высокой химической активностью (подверженных быстрому окислению).
7
Также известен способ закалки твердого сплава на основе карбида вольфрама, который осуществляют путем нагрева сплава с помощью токов высокой частоты и охлаждения в 8-10% водном растворе полимера ПК-М (см. патент №2356693 МПК B22F 3/24, С22С 29/00).
Недостатками этого способа являются: понижение эксплуатационной стойкости инструментов с твердыми сплавами из-за их окисления в процессе нагрева с помощью токов высокой частоты (ТВЧ) и охлаждения.
Наиболее близким к предложенному устройству является установка для локальной закалки осей токами высокой частоты, содержащая диск с пазами для деталей, индуктор, соединенный с источником тока, емкость с закалочной средой (см. патент №2232822, МПК C21D 1/10, 20.07.2004 г.), прототип.
Недостатками установки являются: понижение эксплуатационной стойкости инструментов с твердыми сплавами из-за снижения качества обработанных изделий, вследствие их окисления в процессе нагрева.
Предлагаемым изобретением решается задача: повышение эксплуатационной стойкости и качества термообработанных изделий из твердых сплавов на основе карбида вольфрама.
Технический результат, получаемый при реализации индукционно-закалочной установки, заключается в следующем: создание установки позволяет осуществлять безокислительный нагрев изделий из твердых сплавов на основе карбида вольфрама при их термообработке, что приводит к повышению их эксплуатационной стойкости и качества.
Указанный технический результат достигается тем, что в кольцевом индукторе, соосно ему, установлен тигель без дна со вставкой и крышкой, при этом тигель, вставка и крышка выполнены из углеграфитового материала, между индуктором и емкостью установлен шибер из электроизоляционного материала, выполненный с возможностью поворота и подвода под тигель, а между тиглем и индуктором установлена электроизоляционная прокладка, причем параметры элементов установки подбирают исходя из соотношений:
н.т
вн.и
Д=Д-2д,
вс
вн.т
пр
Д=Д-2Д-1 мм,
н.т
где Д - наружный диаметр тигля, мм,
вн.и
Д - внутренний диаметр индуктора, мм,
д - толщина электроизоляционной прокладки, мм,
вс
Д - диаметр вставки, мм,
вн.т
Д - внутренний диаметр тигля, мм,
пр
Д - приведенный диаметр (толщина) нагреваемых изделий, мм.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана схема индукционно-закалочной установки.
Индукционно-закалочная установка включает в себя индуктор 1 с индуктирующими токоподводами 2 и емкость с закалочной средой 3. Между ними установлен шибер 4 из электроизоляционного материала. Шибер 4 можно смещать относительно индуктора 1 в горизонтальной плоскости.
В кольцевом индукторе 1, соосно ему, установлен тигель 5 (без дна) со вставкой 6 и крышкой 7. Между внутренним диаметром тигля 5 и вставкой 6 имеется с двух сторон зазор 8, в который устанавливают изделия 9 (например, штабики из твердых сплавов на основе карбида вольфрама), подвергаемые термообработке (закалке), а между витками индуктора 1 и тиглем 5 установлена электроизоляционная прокладка 10.
Параметры элементов установки подбирают исходя из соотношений:
н.т
вн.и
Д=Д-2д,
вс
вн.т
пр
Д=Д-2Д-1 мм,
н.т
где Д - наружный диаметр тигля, мм,
вн.и
Д - внутренний диаметр индуктора, мм,
д - толщина электроизоляционной прокладки, мм,
нс
Д - диаметр вставки, мм,
вн.т
Д - внутренний диаметр тигля, мм,
пр
Д - приведенный диаметр (толщина) нагреваемых изделий, мм.
Установка работает следующим образом.
Изделия 9, предназначенные для закалки (штабики из твердых сплавов на основе карбида вольфрама), устанавливают в зазор 8, между тиглем 5 и вставкой 6 (из углеграфитового материала) на шибер 4 (из электроизоляционного материала). После заполнения тигля 5, его накрывают крышкой 7 и по индуктирующему проводу 2 подают высокочастотное напряжение, за счет чего тигель 5, вставка 6 и изделия 9 нагревают до требуемой температуры (выше 1100°С для твердых сплавов). При достижении требуемой температуры, контроль за которой осуществляют любым из известных методов (термопарой, оптическим пирометром), напряжение отключают от индуктора 1 и шибер 4 отводят из-под него. Нагретые изделия 9 падают в емкость 3 с необходимой закалочной средой (вода, растворы полимеров, масло), где происходит их закалка. Шибер 4 подводят под тигель 5, с него снимают крышку 7 и установка готова к загрузке новой порции изделий 9 и повторению цикла.
Использование тигля 5, вставки 6 и крышки 7 из углеграфитового материала обеспечивает в процессе нагрева внутри тигля 5 восстановительную атмосферу, которая защищает нагреваемые изделия 9 от окисления, и тем самым обеспечивается повышение их качества и эксплуатационной стойкости.
Использование предложенной установки удовлетворяет требованиям по качеству термообработки (исключается окисление нагреваемых изделий, в частности штабиков из твердых сплавов на основе карбида вольфрама), и тем самым обеспечивается повышение их эксплуатационной стойкости и качества.