RU2428487C1 - Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления - Google Patents
Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2428487C1 RU2428487C1 RU2010103091/02A RU2010103091A RU2428487C1 RU 2428487 C1 RU2428487 C1 RU 2428487C1 RU 2010103091/02 A RU2010103091/02 A RU 2010103091/02A RU 2010103091 A RU2010103091 A RU 2010103091A RU 2428487 C1 RU2428487 C1 RU 2428487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- working
- length
- high frequency
- frequency
- 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
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии термообработки деталей, а именно к поверхностной закалке электрической индукцией, и используется преимущественно при изготовлении износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний (ФГК) тележек грузовых вагонов. Для повышения ресурса работы детали, например клиньев вагонных тележек, вертикальные рабочие плоскости трения ФГК подвергают индукционному нагреву токами высокой частоты на глубину более 3 мм при удельной мощности электромагнитного воздействия 8-10 кВт/см2 и последующему охлаждению водяным душем. Индукционный нагрев ведут при рабочей частоте высокочастотного генератора 66 кГц. Для реализации способа используют индуктор, содержащий полый токопровод с подводом охлаждающего агента, выполненный в виде петли из медной трубки, медный брусок и концентраторы высокочастотной энергии в виде ферритовых разрезных колец, при этом брусок и ферритовые кольца расположены на трубке индуктора по длине его рабочей зоны с созданием в рабочей зоне индуктора удельной мощности электромагнитного воздействия 8-10 кВт/см2. Длина медного бруска соответствует длине рабочей зоны индуктора, при этом индуктор соединен с высокочастотным генератором с рабочей частотой 66 кГц. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к общим способам и устройствам для термообработки, а именно к поверхностной закалке электрической индукцией. Используется преимущественно при изготовлении износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний (ФГК) тележек грузовых вагонов.
Известны фрикционные клинья, производимые в США (Журнал «Вестник Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта», изд. Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, 2007 год, стр.19-24), для изготовления которых используется высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧ60, ВЧ70), подвергнутый изотермической закалке с нагревом в соляном растворе и последующим охлаждением в щелочном растворе.
Из того же источника известны фрикционные клинья различных российских производителей, для изготовления которых использован высокопрочный чугун ВЧ120, а изотермическая закалка в целях снижения себестоимости изготовления заменена объемно-поверхностной закалкой вертикальной поверхности клиньев. Сущность технологии объемно-поверхностной закалки заключается в печном газовом объемном нагреве клиньев до температуры закалки 920°С и последующем индивидуальном охлаждении поверхности клиньев водяным душем в специальном закалочном устройстве.
Недостатком известных способов изготовления износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний является сравнительно высокая себестоимость, вызванная высокой стоимостью используемого чугуна и высокой энергоемкостью процессов изотермической закалки и объемной закалки. Для снижения себестоимости изготовления ФГК целесообразно использовать менее дорогой чугун, например серый чугун с пластинчатым графитом для отливок по ГОСТ 1412-85, но в этом случае при объемной закалке на воду велика вероятность образования в чугуне трещин.
Из уровня техники известен индуктор для нагрева деталей токами высокой частоты (патент на полезную модель RU №77867 U1, МПК C21D 1/10 (2006.01), содержащий полый индуктирующий токопровод с подводом охлаждающего агента, выполненный из медной трубки, выбранный за прототип.
Недостатком известного индуктора является невозможность достижения необходимой удельной мощности электромагнитного воздействия на обрабатываемую поверхность 8-10 кВт/см2 при мощности ВЧ-генератора до 60 кВт, что делает его не пригодным для осуществления заявленного способа.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение ресурса работы клиньев вагонных тележек и тем самым повышение ресурса работы вагона в целом.
Поставленная задача решается благодаря предложенному способу и устройству.
В предлагаемом способе поверхностной закалки чугуна вертикальные рабочие плоскости трения ФГК подвергаются сверхвысокочастотной закалке с бесконтактным прогревом поверхности детали на глубину более 3 мм и последующим индивидуальным охлаждением поверхности водяным душем. При этом закалка производится при рабочей частоте генератора 66 кГц и при удельной мощности 8-10 кВт/см2.
Для осуществления заявляемого способа предлагается индуктор, содержащий полый индуктирующий токопровод с подводом охлаждающего агента, выполненный в виде петли из медной трубки, дополнительно оснащенный медным бруском и концентраторами высокочастотной энергии. При этом длина медного бруска соответствует длине рабочей зоны индуктора, а концентраторы высокочастотной энергии выполнены из ферритовых разрезных колец.
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники, и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.
Устройство иллюстрируется чертежом, где изображен индуктор без присоединительных концов.
Индуктор содержит медную полую трубку 1, выполненную в виде петли, медный брусок 2, установленный на верхней трубке индуктора на длину рабочей зоны таким образом, чтобы зазор между обрабатываемой деталью и индуктором был наименьшим в месте установки медного бруска 2. На верхней трубке индуктора также установлены ферритовые разрезные кольца 3. Кольца 3 установлены плотным рядом таким образом, чтобы закрывать собой поверхность токопровода на длину рабочей зоны индуктора, за исключением места установки медного бруска 2. На нижней трубке индуктора выполнен ряд отверстий 4.
Заявленный способ осуществляется следующим образом.
Индуктор подсоединен к высокочастотному генератору мощностью до 60 кВт с рабочей частотой 66 кГц. Обрабатываемая поверхность детали перемещается относительно рабочей зоны индуктора вертикально сверху вниз. Направленное электромагнитное поле возбуждает на поверхности детали высокочастотные индукционные токи, вследствие чего поверхность детали прогревается. При этом благодаря свойствам ферритов электромагнитная энергия концентрируется в направлении медного бруска 2, что позволяет создать в рабочей зоне индуктора удельную мощность электромагнитного воздействия 8-10 кВт/см2, что позволяет произвести закалку поверхности на глубину свыше 3 мм. Перемещаясь вниз, обрабатываемая поверхность охлаждается плоской струей охлаждающего агента из отверстий 4.
С использованием изобретения отработан технологический процесс упрочнения рабочей поверхности износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний, изготовленного из чугуна марки СЧ18 ГОСТ 1412-85 методом поверхностной индукционной закалки на твердость HRC 55-63, на глубину 3,2-4 мм. Определены оптимальные режимы закалки:
1) выходная мощность ВЧ-генератора 55 кВт;
2) скорость перемещения обрабатываемой поверхности 5-6 мм/с;
3) размер зазора между индуктором и обрабатываемой поверхностью 1-1,5 мм;
4) длина рабочей зоны индуктора 90 мм.
Наработана опытная партия изделий, которая успешно прошла ходовые ресурсные испытания на полигоне ВНИИЖТ в Щербинке. В ходе испытаний при нормативном пробеге не менее 500 тыс. км фактический пробег составил более 1 млн км. При этом допускаемые величины износа фрикционных клиньев не превышены, а коэффициент относительного трения ФГК соответствует нормативу.
Claims (4)
1. Способ поверхностной закалки деталей из чугуна, включающий индукционный нагрев поверхности детали токами высокой частоты с последующим охлаждением, отличающийся тем, что индукционный нагрев поверхности детали осуществляют на глубину более 3 мм при удельной мощности электромагнитного воздействия 8-10 кВт/см2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что индукционный нагрев поверхности детали осуществляется при рабочей частоте высокочастотного генератора 66 кГц.
3. Индуктор для поверхностной закалки деталей из чугуна, содержащий полый токопровод с подводом охлаждающего агента, выполненный в виде петли из медной трубки, отличающийся тем, что индуктор дополнительно снабжен медным бруском и концентраторами высокочастотной энергии в виде ферритовых разрезных колец, при этом брусок и ферритовые кольца расположены на трубке индуктора по длине его рабочей зоны с созданием в рабочей зоне индуктора удельной мощности электромагнитного воздействия 8-10 кВт/см2.
4. Индуктор по п.3, отличающийся тем, что длина медного бруска соответствует длине рабочей зоны индуктора, а индуктор соединен с высокочастотным генератором с рабочей частотой 66 кГц.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010103091/02A RU2428487C1 (ru) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010103091/02A RU2428487C1 (ru) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2428487C1 true RU2428487C1 (ru) | 2011-09-10 |
Family
ID=44757612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010103091/02A RU2428487C1 (ru) | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2428487C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105132665A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 丰达石油装备股份有限公司 | 超音频淬火工艺在地质钻探钎杆生产中的应用 |
| RU2591906C1 (ru) * | 2015-04-28 | 2016-07-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет"(ДГТУ) | Способ термической обработки для повышения износостойкости изделий из графитизированного чугуна |
-
2010
- 2010-01-29 RU RU2010103091/02A patent/RU2428487C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Энергия. Ленинградское отделение, 1974, с.129-130. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591906C1 (ru) * | 2015-04-28 | 2016-07-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет"(ДГТУ) | Способ термической обработки для повышения износостойкости изделий из графитизированного чугуна |
| CN105132665A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 丰达石油装备股份有限公司 | 超音频淬火工艺在地质钻探钎杆生产中的应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102409144B (zh) | 连续式合金钢热处理线 | |
| CN204162745U (zh) | 高铬轴承钢零件的马氏体、贝氏体等温盐浴淬火生产线 | |
| CN202030786U (zh) | 曲轴多部位同时淬火感应器 | |
| CN105755215B (zh) | 一种发动机曲轴的制造方法及其激光冲击强化装置 | |
| CN103451393A (zh) | 奥铁体球墨铸铁磨球热处理工艺方法 | |
| RU2428487C1 (ru) | Способ поверхностной закалки чугуна и индуктор для его осуществления | |
| CN102861878A (zh) | 通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热方法及装置 | |
| CN202039091U (zh) | 滑靴表面淬火处理用仿形感应线圈 | |
| CN100363511C (zh) | 一种超高强度抽油杆制造工艺 | |
| CN102206733A (zh) | 高能电子束扫描强化球墨铸铁表面层的方法 | |
| CN107653373A (zh) | 一种电机轴淬火装置 | |
| CN113430337A (zh) | 一种h13圆钢整体调质热处理方法 | |
| CN1701637A (zh) | 薄板制物品的感应加热方法及其设备和薄板制物品 | |
| CN205590750U (zh) | 一种用于水冷空冷交替热处理磨球的淬火槽 | |
| KR101272917B1 (ko) | 레이저 열처리용 지그 | |
| CN101962705B (zh) | 异型件感应加热的工艺处理方法 | |
| CN202861325U (zh) | 通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置 | |
| CN102071289A (zh) | 双频表面淬火装置 | |
| RU2309185C1 (ru) | Способ термической обработки сварных соединений рельсов | |
| CN207376086U (zh) | 一种耐热钢材淬火炉 | |
| CN205046163U (zh) | 一种用于磨球热处理的冷却装置 | |
| CN202865280U (zh) | 多段真空油淬炉 | |
| CN106636566B (zh) | 一种智能门锁金属外壳雕刻纹路热处理装置 | |
| CN205874501U (zh) | 一种挖掘机支重轮支撑滚道部感应加热工装 | |
| CN214088576U (zh) | 一种液压千斤顶金属部件淬火系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120130 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180130 |