RU2509454C1 - Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм - Google Patents
Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509454C1 RU2509454C1 RU2012135198/07A RU2012135198A RU2509454C1 RU 2509454 C1 RU2509454 C1 RU 2509454C1 RU 2012135198/07 A RU2012135198/07 A RU 2012135198/07A RU 2012135198 A RU2012135198 A RU 2012135198A RU 2509454 C1 RU2509454 C1 RU 2509454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- heating
- holes
- diameter
- wire
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 22
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- RVZHUQPIBHMAEX-UHFFFAOYSA-N sodium;isocyanate Chemical compound [Na+].[N-]=C=O RVZHUQPIBHMAEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для поверхностной закалки с одновременного нагрева с использованием токов высокой частоты, в частности к конструкции индуктора для нагрева под закалку внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20…30 мм, высотой 10…40 мм. Индуктор состоит из индуктирующего провода 1, токоподводящих шин 2, трубок 3 для подвода охлаждения, магнитопровода 4, изоляции 5. Изобретение обеспечивает возможность нагрева на воздухе отверстий различных деталей. 5 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для поверхностной закалки с одновременного нагрева с использованием токов высокой частоты, в частности к конструкции индуктора для нагрева под закалку внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм, высотой 10...40 мм.
Известно, что при нагреве под закалку внутренних цилиндрических поверхностей отверстий диметром меньше 30 мм практически невозможно создать конструкцию индуктора, обеспечивающую нагрев поверхностей на воздухе. Основная причина - это недостаточное охлаждение индуктирующего провода и невозможность размещения в нем магнитопровода.
Известна конструкция петлевого индуктора для нагрева сквозных отверстий диаметром 25...30 мм, содержащая индуктирующий провод, токоподводящие шины, трубки для подвода охлаждения, магнитопровод, при этом индуктирующий провод выполнен в виде двух трубок полукруглого сечения, с одного конца плоской стороной припаянных к токоподводам для крепления к источнику высокой частоты, с другого конца заглушенные и имеющие отверстия на образующей поверхности для выхода охлаждающей жидкости и находящиеся в стороне от поверхности, подлежащей закалке, для прохода тока трубки соединены перемычкой, расположенной между магнитопроводом и отверстиями (см. Слухоцкий А.Е. и Рыскин С.Е. «Индукторы для индукционного нагрева». Ленинград: «Энергия», 1974 г., с.138-139, рис.8-17). Известная конструкция индуктора взята за прототип.
Недостатками прототипа являются:
- зона нагрева детали представляет собой две полоски по ширине равные толщине магнитопровода;
- применение специального стенда для вращения детали, в случае эксцентрично расположенных отверстий - наличие специального устройства для центрирования отверстия по отношению к индуктору;
- постоянное вытекание охлаждающей жидкости из отверстий индуктора, доставляющее неудобства при установке (снятии) детали;
- невозможность использования более мягких закалочных сред, например масла индустриального, полимерной жидкости для закалки легированных марок сталей.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения термообработки внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20…30 мм способом одновременного нагрева.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании индуктора, обеспечивающего нагрев внутренних поверхностей сквозных отверстий на воздухе, в выполнении требований по глубине закаленного слоя и его твердости.
Указанный технический результат достигается тем, что в индукторе для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20…30 мм, содержащем индуктирующий провод, токоподводящие шины, трубки для подвода охлаждения, магнитопровод, новым является то, что индуктирующий провод выполнен спиральным пятивитковым, внутри него на центральном проводнике набран магнитопровод из ферритовых колец без изоляции, расстояние между витками не превышает 1/3 ширины проводника, снаружи нанесена изоляция из стеклоленты с пропиткой кремнеорганическим лаком, токоподводящие шины выполнены из трубок, диаметр которых больше диаметра индуктирующего провода, индуктор снабжен насосом для подачи в центральный проводник индуктирующего провода охлаждения под давлением 0,4…0,6 МПа.
Отличительным признаком изобретения является то, что индуктор имеет спиральный пятивитковый индуктирующий провод с ферритовым магнитопроводом, охлаждаемый повышенным давлением воды, в результате чего реализуется закалка с одновременного нагрева на воздухе внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены на:
фиг.1 - внешний вид индуктора;
фиг.2 - индуктирующий провод (разрез);
фиг.3 - индуктирующий провод (вид слева);
фиг.4 - схема гидравлическая;
фиг.5 - закаленная зона отверстия.
Индуктор (Фиг.1) состоит из индуктирующего провода 1, токоподводящих шин 2, трубок 3 для подвода охлаждения, магнитопровода 4, изоляции 5.
Применяемые в промышленности индуктирующие провода на индукторах для нагрева внутренних цилиндрических поверхностей в основе своей представляют сборную конструкцию нескольких элементов. Наличие резких переходов внутренних сечений, обеспечивающих проток охлаждающей жидкости, швов пайки в местах их соединений замедляет проток охлаждающей жидкости.
Предлагаемая конструкция индуктирующего провода 1 лишена этих недостатков благодаря специально разработанной технологии изготовления. Индуктирующий провод 1 выполнен из медной трубки сечением 5×1 мм путем поочередных гибок с промежуточными отжигами для снятия нагартовки. Первоначальное формообразование проводится на оправках. Внутренняя полость трубки заполняется расплавом селитры, содержащим 55% KNO3 и 45%NaNCO2, при температуре 200…220°C. Сначала на оправке формируется переходная часть: между центральным и обратным проводниками индуктирующего провода. Далее на оправке с внутренним отверстием происходит навивка обратного проводника индуктирующего провода. Селитра удаляется из внутренней полости путем выплавки в том же расплаве. Остальные слесарные работы проводятся на оправке с внутренним отверстием. Чередуя деформирование с отжигом, формируют наружный диаметр индуктирующего провода 1 и шаг между витками. Наружный диаметр индуктирующего провода 1 (Фиг.2) выполняется с учетом 1…1,5 мм технологического зазора. Расстояние между соседними витками должно составлять не более 1/3 ширины проводника (подобрано экспериментально) в целях исключения явления «полосатости» при нагреве. Пескоструйная обработка наружной спиральной поверхности индуктирующего провода 1 предназначена для повышения адгезии кремнеорганического лака КО-815 ГОСТ 11064. Внутреннюю полость заполняют магнитопроводом 4 - ферритовыми кольцами К 10×6×4,5 ГОСТ 16541 с магнитной проницаемостью не менее HI 500, предварительно собранными на оправке при помощи высокотемпературного компаунда Виксинт К-68Б. Их надевают на центральный проводник. Изолировать магнитопровод 4 от индуктирующего провода 1 не требуется ввиду диэлектрических свойств феррита. На наружную поверхность индуктирующего провода 1 наносят изоляцию 5 из одного слоя стеклоленты ЛЭС ГОСТ 5973 с пропиткой кремнеорганическим лаком. Все детали индуктора собираются при помощи пайки припоем марки Л-63 ГОСТ 1066.
Индуктор (Фиг.3) подключается к шинам понижающего трансформатора генератора ТВЧ (например ВЧГ7-60/0,066). Рядом с генератором монтируется водяной насос 6 с электроприводом, рассчитанный на рабочее давление 1,0 МПа. Напорная ветвь от насоса 6 к индуктору снабжена вентилем 7, манометром 8 для измерения и контроля давления охлаждающей воды и подключается к патрубку центрального проводника. Подлежащие термообработке детали 9 могут устанавливаться на приспособление, обеспечивающее их вертикальное перемещение, либо удерживаться при нагреве вручную. При нагреве внутренних поверхностей сквозных отверстий зона нагрева по их торцам будет больше, чем по цилиндрической образующей (Фиг.4). Возможно ее выравнивание с применением толстостенных стальных шайб, но, как показывает практика, в этом нет необходимости, так как на многих деталях торец является рабочим элементом. После нагрева детали 9 перемещаются в охлаждающую среду, например масло индустриальное И-20А, ГОСТ 20799.
Примерами работы индуктора могут служить технологические процессы закалки отверстий деталей «маховик» и « фланец ступицы». На детали «маховик» термообрабатываются два сквозных отверстия диаметром 24 мм и 20,45 мм. Нагрев под закалку производится поочередно. Сначала устанавливается индуктор предлагаемой конструкции для отверстия диметром 24 мм и подключается к системе охлаждения (Фиг.3). Включается электронасос 6 и вентилем 7 регулируют давление охлаждающей воды в пределах 0,4…0,6 МПа, контролируя его по манометру 8. Производят регулировку режимов работы генератора ТВЧ, выставляя анодное напряжение и сеточный ток. Включают реле времени генератора ТВЧ и устанавливают на нем время нагрева 14 с. Вручную деталь 9 устанавливается на индуктирующий провод 1 индуктора и включается нагрев. Отверстие детали 9 равномерно нагревается до температуры 900…920°C, что можно контролировать визуально. После отключения генератора деталь 9 быстро снимается с индуктирующего провода 1 и перемещается в охлаждающую среду - масло индустриальное. Проводится закалка всей партии деталей. Затем детали промываются от излишков масла и просушиваются. В это время производят замену индуктора, устанавливая индуктор предлагаемой конструкции для нагрева отверстия диаметром 20,45 мм. Выполняют вышеописанные переходы, при этом время нагрева будет составлять 16 с. Технологический металлографический контроль качества термообработки стабильно показывает, что глубина закаленного слоя по образующей внутренней поверхности отверстий составляет 1,8 мм, по торцам возрастает до 3,5 мм при необходимом уровне твердости. Закалка шлицевого отверстия «фланца ступицы» диаметром 26 мм аналогична закалке отверстий «маховика», при этом используется индуктор для закалки отверстия «маховика» диаметром 24 мм. Соответственно, при увеличившемся технологическом зазоре возрастает время нагрева до 25 с.
Предлагаемая конструкция индуктора для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20…30 мм в процессе эксплуатации обеспечивает высокую надежность, экономичность и простоту в изготовлении, возможность нагрева на воздухе отверстий различных деталей.
Claims (1)
- Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20…30 мм, содержащий индуктирующий провод, токоподводящие шины, трубки для подвода охлаждения, магнитопровод, отличающийся тем, что индуктирующий провод выполнен спиральным пятивитковым, внутри него на центральном проводнике набран магнитопровод из ферритовых колец без изоляции, расстояние между витками не превышает 1/3 ширины проводника, снаружи нанесена изоляция из стеклоленты с пропиткой кремнеорганическим лаком, токоподводящие шины выполнены из трубок, диаметр которых больше диаметра индуктирующего провода, индуктор снабжен насосом для подачи в центральный проводник индуктирующего провода охлаждения под давлением 0,4…0,6 МПа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135198/07A RU2509454C1 (ru) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135198/07A RU2509454C1 (ru) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012135198A RU2012135198A (ru) | 2014-02-27 |
| RU2509454C1 true RU2509454C1 (ru) | 2014-03-10 |
Family
ID=50151481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012135198/07A RU2509454C1 (ru) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2509454C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1598224A1 (ru) * | 1988-04-28 | 1990-10-07 | Институт черной металлургии | Способ изготовлени водоохлаждаемого спирального индуктора малого диаметра |
| US20040084442A1 (en) * | 2002-11-06 | 2004-05-06 | Canitron Systems, Inc. | Downhole electromagnetic heating tool and method of using same |
| RU2393649C1 (ru) * | 2009-03-02 | 2010-06-27 | Владимир Константинович Гаврилов | Индукционный нагреватель поверхности втулок |
-
2012
- 2012-08-16 RU RU2012135198/07A patent/RU2509454C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1598224A1 (ru) * | 1988-04-28 | 1990-10-07 | Институт черной металлургии | Способ изготовлени водоохлаждаемого спирального индуктора малого диаметра |
| US20040084442A1 (en) * | 2002-11-06 | 2004-05-06 | Canitron Systems, Inc. | Downhole electromagnetic heating tool and method of using same |
| RU2393649C1 (ru) * | 2009-03-02 | 2010-06-27 | Владимир Константинович Гаврилов | Индукционный нагреватель поверхности втулок |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012135198A (ru) | 2014-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950000397B1 (ko) | 멀티와이어의 유도가열법 및 그 장치 | |
| US10034331B2 (en) | Controlled electric induction heating of an electrically conductive workpiece in a solenoidal coil with flux compensators | |
| CN101787426B (zh) | 台阶轴超音频感应淬火的方法及其专用感应线圈 | |
| CN110607426A (zh) | 一种半轴类零件淬火感应器及淬火方法 | |
| US1687656A (en) | Heat-treating method | |
| RU2248442C1 (ru) | Способ и устройство ликвидации и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах | |
| US2282322A (en) | Apparatus for electric heating | |
| CN102181615B (zh) | 汽车半轴淬火工艺方法及淬火感应圈 | |
| RU2509454C1 (ru) | Индуктор для нагрева внутренних поверхностей сквозных отверстий диаметром 20...30 мм | |
| JP7311811B2 (ja) | 移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法 | |
| CN101801125B (zh) | 感应加热器、感应加热热处理设备及感应加热热处理方法 | |
| CN105238909A (zh) | 一种具有不同热量分布的加热淬火感应器 | |
| CN113597035A (zh) | 一种电机热套的高效均匀加热装置 | |
| CN205223290U (zh) | 一种具有不同热量分布的加热淬火感应器 | |
| GB2182062A (en) | Process for making internally hardened tubes | |
| CN215431393U (zh) | 模具加热装置 | |
| JP2008157209A (ja) | シリンダブロック | |
| CN201682647U (zh) | 感应加热器及感应加热热处理设备 | |
| CN102191365A (zh) | 一种圆环链单环淬火方法及淬火机床 | |
| CN205774696U (zh) | 一种用于齿轮感应加热淬火工艺的新型感应线圈 | |
| JP2021025079A (ja) | 電磁誘導加熱装置 | |
| JP5180463B2 (ja) | シリンダブロックの焼入装置、シリンダブロックの製造方法 | |
| RU106480U1 (ru) | Индуктор для нагрева мерных заготовок | |
| CN113597036A (zh) | 一种电机热套的低成本均匀加热装置 | |
| EP4415480A1 (en) | An induction coil for heating long workpieces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190817 |