широко применяют для зубил,
кувалд, слесарных молотков н другого инструмента, который должен иметь
высокую твердость на поверхности и сравнительно вязкую
сердцевину.
Поверхностная закалка обеспечивает получение высокой твердости
в поверхностных слоях изделия с сохранением вязкой сердцевины. Стальные
изделия нагревают до необходимой температуры с поверхности, а затем
охлаждают с заданной скоростью в подходящей закалочной среде. Для
поверхностного нагрева применяют, как правило, токи высокой и иногда
промышленной частоты, контактный электронагрев, нагрев газовыми
горелками и другие способы.
Электронагрев металлов токами
высокой частоты перед закалкой (ТВЧ) впервые был применен в 1923—1924 гг.
В. П. Волошиным. С 1935 г. началось широкое применение этого метода.
Сущность его заключается в следующем: в индуктор (проводник), по которому
течет переменный ток, образующий вокруг проводника переменное
электромагнитное поле, помещают изделие, которое также проводит ток.
Электромагнитное поле, пронизывая изделие, вызывает в нем
индуцированный ток той же частоты, являющийся источником нагрева
изделия. Этот ток течет по поверхности изделия и разогревает только эту
поверхность.
Источником тока высокой частоты
служат машинные или ламповые генераторы. Ламповые генераторы с
оптимальной частотой f = 15 ООО—60 ООО Гц применяют для закалки
мелких деталей и инструмента на глубину 1—2 мм. Машинные генераторы с
оптимальной частотой / = 500—700 Гц применяют для закалки крупных деталей
на глубину 3—10 мм.
На рис. 50 показана схема
высокочастотной установки для нагрева стали от машинного
генератора.
Для сквозной закалки и для
поверхностной закалки на глубину 20—50 мм иногда применяют токи
промышленной частоты 50 Гц.
Кроме частоты тока на глубину
прогрева (а значит, и закаленного слоя) большое влияние оказывают скорость
и температура нагрева. Чем больше скорость нагрева, тем меньше глубина
закалки; чем выше температура нагрева, тем больше глубина закалки.
Скорость нагрева зависит от мощности генератора (частоты тока) и
колеблется в пределах 50—500 град/с При данной частоте тока скорость
нагрева в первую очередь зависит от магнитной проницаемости
металла.Чем больше эта проницаемость, тем больше скорость нагрева.
Температура закалки зависит от скорости нагрева и исходной структуры
стали (дисперсности ферритоцементитной смеси) и может меняться в
пределах десятков градусов. Чем больше скорость иагрева, тем выше
температура закалки. Чем дисперснее структура, тем ниже температура
закалки при одной и той же скорости нагрева.
Небольшая выдержка при нагреве
ТВЧ позволяет получить после закалки более мелкое зерно, чем при обычной
закалке. Кроме того, высокочастотный нагрев уменьшает коробление деталей и
не дает окалины. Закалочной средой после высокочастотного нагрева могут
быть вода, масло, растворы солей и т. д. После закалки ТВЧ
твердость
