RU2034045C1 - Complex configuration pieces surface hardening work-coil - Google Patents
Complex configuration pieces surface hardening work-coil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2034045C1 RU2034045C1 SU915006455A SU5006455A RU2034045C1 RU 2034045 C1 RU2034045 C1 RU 2034045C1 SU 915006455 A SU915006455 A SU 915006455A SU 5006455 A SU5006455 A SU 5006455A RU 2034045 C1 RU2034045 C1 RU 2034045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sprayer
- hardening
- cooling
- coil
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к термообработке и может быть применено для закалки изделий сложной конфигурации. The invention relates to heat treatment and can be used for hardening products of complex configuration.
Известен индуктор для нагрева плоских и криволинейных поверхностей, содержащий многовитковый провод и магнитопровод, в пазу которого укреплена токопро- водящая Т-образной формы водоохлаждающая шина, выполненная из немагнитного материала [1]
Однако в известном индукторе невозможно обеспечить равномерную закалку изделий переменного сечения, например, прокладок, стоек и т.д. используемых в системе люлечного подвешивания рам тележек подвижного состава, из-за того, что переменное магнитное поле, создаваемое токопроводящей шиной, в первую очередь нагревает участки, имеющие меньшее поперечное сечение, вследствие чего возникает перепад температур на участках с разным поперечным сечением. Резкое охлаждение вызывает в закаливаемых изделиях, имеющих температурный перепад, напряжение, остаточные деформации.Known inductor for heating flat and curved surfaces, containing a multi-turn wire and magnetic circuit, in the groove of which is mounted a conductive T-shaped water-cooling bus made of non-magnetic material [1]
However, in the known inductor it is impossible to ensure uniform hardening of products of variable cross-section, for example, gaskets, racks, etc. used in the cradle suspension system of the frames of the rolling stock carts, due to the fact that the alternating magnetic field created by the conductive bus first heats the sections having a smaller cross section, as a result of which a temperature difference occurs in the sections with different cross sections. Sudden cooling causes hardened products having a temperature drop, stress, and permanent deformations.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является индуктор, содержащий токопровод, спрейер, магнитопровод и приспособление для установки изделия. Токопровод выполнен в виде рамочной однорядной катушки, виткам которой придается крестообразная форма, переходящая внутри катушки в прямоуголь- ную петлю [2]
Недостатком известного индуктора является то, что быстропеременное магнитное поле, образуемое каждым витком крестообразной формы, обеспечивает равномерный нагрев изделий только сферической формы, вращаемых с постоянной угловой скоростью.The closest in technical essence to the proposed one is an inductor containing a current lead, a sprayer, a magnetic core and a device for installing the product. The current lead is made in the form of a single-row coil frame, the turns of which are given a cross-shaped shape, passing inside the coil into a rectangular loop [2]
A disadvantage of the known inductor is that the rapidly varying magnetic field formed by each coil of a cross-shaped shape provides uniform heating of only spherical products rotated at a constant angular velocity.
При вращении относительно индуктора изделия, не имеющего сферической формы, создаются зоны перегрева, так как поверхность изделия то проходит под индуктирующими витками и температура нагрева резко возрастает, то выходит из зоны действия быстропеременного магнитного поля и температура понижается, т. е. нагрев носит пульсирующий характер, если изделие установлено стационарно (не вращается), равномерного нагрева поверхности также не получается, так как создаются зоны ослабленного и сильного поля, а быстрое охлаждение не позволяет получить оптимальную структуру и требуемое свойство закаливаемого слоя. When rotating relative to the inductor of a product that does not have a spherical shape, overheating zones are created, since the surface of the product either passes under induction coils and the heating temperature rises sharply, it leaves the zone of influence of a rapidly changing magnetic field and the temperature decreases, i.e., the heating is pulsating if the product is installed stationary (does not rotate), uniform heating of the surface also does not work, since zones of weakened and strong fields are created, and rapid cooling does not allow optimal structure and the required property hardenable layer.
Целью изобретения является обеспечение равномерной закалки зон переменных сечений изделий сложной конструкции. The aim of the invention is to ensure uniform quenching of zones of variable sections of products of complex design.
Для этого в индукторе для поверхностной закалки изделий сложной конфигурации, содержащем токопровод, спрейер, магнитопровод и приспособление для установки изделий, магнитопровод выполнен с U-образным пазом, токопровод в виде активного и пассивного элементов, при этом активный элемент выполнен в виде параллельно соединенных проводников, один участок которого выполнен со спрейерами с сетчатой поверхностью и контурами, повторяющими контур закаливаемой поверхности и установленными в пазу магнитопро- вода, а другой участок выполнен с дополнительным охлаждением крайних проводников, пассивный элемент расположен под активным участком со спрейерами в пазу магнитопровода, а приспособление для установки изделий выполнено с узлом регулировки зазора между изделием и спрейером и размещено под спрейером активного участка. To do this, in the inductor for surface hardening of products of complex configuration, containing a current lead, a sprayer, a magnetic circuit and a device for installing products, the magnetic circuit is made with a U-shaped groove, the electrical circuit in the form of active and passive elements, while the active element is made in the form of parallel-connected conductors, one section of which is made with sprayers with a mesh surface and contours repeating the contour of the hardened surface and installed in the groove of the magnetic wire, and the other section is made with additional tively cooled outer conductors, a passive element is located under the active portion with the sprayer in the recess of the magnetic circuit, and a device for installation of products arranged slack adjuster assembly between the article and the sprayer and the sprayer taken under the active section.
При просмотре патентной и научно-технической литературы не обнаружено признаков, отличающих предлагаемое техническое решение от прототипа. When viewing the patent and scientific literature there are no signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype.
На фиг. 1 показан предлагаемый индуктор, общий вид в изометрии; на фиг. 2 индуктор, общий вид; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 узел I на фиг. 3. In FIG. 1 shows the proposed inductor, a General view in isometry; in FIG. 2 inductor, general view; in FIG. 3, section AA in FIG. 2; in FIG. 4 node I in FIG. 3.
Индуктор состоит из установочной плиты 1, токопровода 2, приспособления 3 для установки изделий на термообработку. Токопровод 2 выполнен в виде активного элемента, соединенного с токоведущими шинами 4 и контактными колодками 5, и пассивного элемента взаимной индуктивности и охлаждения 6. Активный элемент выполнен, например, из трех полых парал- лельно соединенных проводников 7-9, (прямоугольного профиля), жестко соединенных между собой, причем один участок проводников, например 7 и 9 токопровода 2 выполнен со спрейерами 10 с сетчатой поверхностью и контурами, повторяющими контур закаливаемой поверхности и установленными в пазу 11 магнитопровода 12. Другой участок проводник 8 токопровода 2 проходит через спрейеры 10 без изменения и служит для охлаждения токопровода 2 в процессе работы. Магнитопровод 12 выполнен с U-образным пазом. Пассивный элемент взаимной индуктивности и охлаждения 6 магнитопровода 12 расположен под активным участком со спрейерами 10 в пазу 11 магнитопровода 12 и выполнен из того же материала, что и токопровод 2, по форме кольца с двумя водоводами 13 для подвода охлаждающей жидкости. В верхней части токопровода 2 на крайних проводниках 7 и 9 встроено устройство дополнительного охлаждения изделия в период закалки в виде патрубков 14 и 15. Отверстия в спрейере выполнены с фасками под углом 30-40о к оси отверстия, благодаря чему струи охлаждающей жидкости, вытекающие из отверстий, имеют угол падения 20-30о, что позволяет исключить образование по поверхности изделия паровой пленки и обеспечить равномерное охлаждение закаливаемой поверхности.The inductor consists of a mounting plate 1, a current lead 2, a
Плита 1 состоит из двух частей, выполненных из изолирующего материала. В верхней части плиты 1 крепится токопровод 2, приспособление 3 для установки изделий на термообработку, размещенное под спрейером 10 активного участка, и выполнено с узлом регулировки зазора 16 между изделием 17 и спрейерами 10 с помощью подложек из калиброванных медных прокладок 18 из условия Н3 Н, где Н3 высота зазора, Н глубина закаливающей поверхности. В нижней части плиты 1 имеются базовые отверстия 19 для установки индуктора на закалочный станок.Plate 1 consists of two parts made of insulating material. In the upper part of the plate 1, a current lead 2 is fastened, a
Индуктор предназначен для работы с частотой 2,5 кГц. The inductor is designed to operate at a frequency of 2.5 kHz.
Индуктор работает следующим образом. The inductor operates as follows.
От жидкостного распределителя поступает охлаждающая жидкость давлением 4-5 атм в проводник 7 токопровода 2 и в элемент 12. From the liquid distributor, coolant with a pressure of 4-5 atm enters the
Изделие 17 с переменным сечением устанавливается в приспособление 3. Подается ток высокой частоты. При прохождении тока высокой частоты по токопроводу 2 вокруг последнего образуется быстропеременное магнитное поле, изменяющееся по величине, направлению и времени. Ток высокой частоты в процессе закалки постепенно нарастает. В зоне спрейеров 10, где происходит процесс нагрева изделия, создаются условия равномерного электрического режима нагрева быстропеременным магнитным полем тока высокой частоты за счет магнитной стабилизации тока. Стабилизация достигается наличием равномерного зазора 16 между магнитопроводом 12 и поверхностью изделия 17. Это предназначено для того, чтобы обеспечить необходимое постоянство намагничивающей силы при разомкнутых концах магнитопровода 12 при изменении быстропеременного магнитного потока в спрейере 10 вследствие изменения удельного электрического сопротивления и магнитной проницаемости по поверхности переменного сечения изделия. Постоянное нарастание тока высокой частоты на спрейере 10, вызванное изменение электрического сопротивления в изделии, приводит к изменению переменного магнитного потока на концах магнитопровода 12 на величину намагничивающих сил в разомкнутой части (зазор 16). Изменение магнитного потока компенсируется изменением индукции в магнитопроводе 12 от потока рассеяния спрейера 10 с элементом 6. При этом стабилизируется ток высокой частоты в контуре на спрейере 10. Таким образом магнитное поле, созданное такой стабилизацией, равномерно и направлено через равномерный зазор 16 к изделию 17 (узел переменных сечений). Процесс происходит до достижения температуры закалки. В момент достижения заданной температуры отключается ток высокой частоты и подается закалочная жидкость под давлением 4-5 атм в два крайних проводника токопровода 2. Процесс охлаждения осуществляется одновременно в двух направлениях: с наружной стороны через патрубки 14 и 15 с помощью струи (общее охлаждение) и душевого распыления через спрейер 10 непосредственно в зоне закалки. Жидкость, проходящая по спрейеру 10, находится под давлением 4-5 атм, попадает на изделие 17 через отверстия спрейера 10 под углом 20-30о и охлаждает зону закалки. Образуемая в начальный момент охлаждения водновоздушная пленка мгновенно разрушается. Применение двух зон охлаждения после закалки обеспечивает скорость и равномерность охлаждения закаливаемой поверх- ности.The
После окончания процесса закалки изделия последнее снимается с индуктора, затем устанавливается другое и цикл повторяется. After the end of the product hardening process, the latter is removed from the inductor, then another is installed and the cycle repeats.
Технико-экономическая эффективность от использования изобретения заключается в том, что выполнение спрейеров сетчатого типа по контуру закаливаемого изделия позволяет получить равномерный по глубине закаливаемый слой, обеспечивает повышение прочности закаливаемого слоя. По результатам испытаний опытного образца, проведенных совместно с ВНИИТВЧ, примерно в 8 раз сокращается время термообработки, что в свою очередь ведет к уменьшению расхода электроэнергии. Feasibility from the use of the invention lies in the fact that the implementation of mesh-type sprayers along the contour of the hardened product allows to obtain a uniform hardened layer in depth, provides increased strength of the hardened layer. According to the results of tests of a prototype conducted jointly with VNIITVCH, the heat treatment time is reduced by about 8 times, which in turn leads to a reduction in energy consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915006455A RU2034045C1 (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Complex configuration pieces surface hardening work-coil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915006455A RU2034045C1 (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Complex configuration pieces surface hardening work-coil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2034045C1 true RU2034045C1 (en) | 1995-04-30 |
Family
ID=21587407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU915006455A RU2034045C1 (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Complex configuration pieces surface hardening work-coil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2034045C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453611C1 (en) * | 2010-11-13 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Plant for local tempering of axles by high-frequency currents |
-
1991
- 1991-07-15 RU SU915006455A patent/RU2034045C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 461135, кл. H 05B 6/36, 1975. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 285018, кл. C 21D 1/10, 1970. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453611C1 (en) * | 2010-11-13 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Plant for local tempering of axles by high-frequency currents |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7649159B2 (en) | Apparatus and a method of soldering a part to a board | |
CA2597529C (en) | Induction heating device for a metal plate | |
EP1768462A2 (en) | Heating systems and methods | |
JP4712091B2 (en) | Equipment that deforms materials by induction heating | |
BRPI0807653B1 (en) | induction heating apparatus | |
WO2007101058A2 (en) | Transverse flux electric inductors | |
EP1404154B1 (en) | Magnetic heating device | |
JP5611982B2 (en) | Induction heating treatment of workpieces with complex shapes | |
RU2034045C1 (en) | Complex configuration pieces surface hardening work-coil | |
US6859125B2 (en) | Induction heat treatment of complex-shaped workpieces | |
CN100474985C (en) | Coil for induction heating of a strip or another elongate metal workpiece | |
US2385031A (en) | Multiple-channel inductive heating apparatus | |
US20040244939A1 (en) | Method and device for producing a metal strip in a strip casting machine with rolls | |
US11846001B2 (en) | Split multiple coil electric induction heat treatment systems for simultaneous heating of multiple features of a bearing component | |
GB2121260A (en) | Transverse flux induction heater | |
CA1240476A (en) | Electromagnetic levitation casting apparatus having improved levitation coil assembly | |
RU77867U1 (en) | HIGH FREQUENCY INDUCTOR FOR PARTS HEATING | |
EP0245194A2 (en) | A method and apparatus for the induction heat treatment of irregularly shaped workpieces | |
SU1031008A1 (en) | Device for induction contour heating of parts for quenching | |
RU2216598C1 (en) | Inductor for heating article surfaces by means of high frequency electric currents | |
SU1098107A1 (en) | Device for induction contour heating of parts | |
KR100242047B1 (en) | Vacuum evaporation apparatus using high-frequency induction heating | |
KR19990044825A (en) | Miniscus Control Device and Method of Continuous Strip Casting Machine | |
KR100202741B1 (en) | High-frequency induction coil for vacuum evaporator | |
JP2002075628A (en) | Single turn type induction heating coil |