Индукционно-закалочная установка

Изобретение относится к термообработке изделий, в частности к устройствам для закалки изделий токами высокой частоты. Индукционно-закалочная установка содержит индуктор с индуктирующим проводом и емкость с закалочной средой. В кольцевом индукторе, соосно ему, установлен тигель без дна со вставкой и крышкой. 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. Между тиглем и индуктором установлена электроизоляционная прокладка, причем параметры элементов установки подбирают исходя из соотношений: Д_н.т=Д_вн.и-2д, Д_вс=Д_вн.т-2Д_пр-1 мм, где Д_н.т - наружный диаметр тигля, мм, Д_вн.и - внутренний диаметр индуктора, мм, д - толщина электроизоляции, мм, Д_вс - диаметр вставки, мм, Д_вн.т - внутренний диаметр тигля, мм, Д_пр - приведенный диаметр нагреваемых изделий, мм. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной стойкости и качества нагрева изделий за счет безокислительного нагрева изделий. 1 ил.

 

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).

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 МПК⁷ 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:

Д_н.т=Д_вн.и-2д,

Д_вс=Д_вн.т-2Д_пр-1 мм,

где Д_н.т - наружный диаметр тигля, мм,

Д_вн.и - внутренний диаметр индуктора, мм,

д - толщина электроизоляционной прокладки, мм,

Д_вс - диаметр вставки, мм,

Д_вн.т - внутренний диаметр тигля, мм,

Д_пр - 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:

Д_н.т=Д_вн.и-2д,

Д_вс=Д_вн.т-2Д_пр-1 мм,

где Д_н.т - наружный диаметр тигля, мм,

Д_вн.и - внутренний диаметр индуктора, мм,

д - толщина электроизоляционной прокладки, мм,

Д_нс - диаметр вставки, мм,

Д_вн.т - внутренний диаметр тигля, мм,

Д_пр - 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.

Индукционно-закалочная установка, содержащая индуктор с индуктирующим проводом и емкость с закалочной средой, отличающаяся 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
Д_н.т=Д_вн.и-2д,
Д_вс=Д_вн.т-2Д_пр-1, мм,
где Д_н.т - наружный диаметр тигля, мм;
Д_вн.и - внутренний диаметр индуктора, мм;
д - толщина электроизоляционной прокладки, мм;
Д_вс - диаметр вставки, мм;
Д_вн.т - внутренний диаметр тигля, мм;
Д_пр - приведенный диаметр нагреваемых изделий, мм.