Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 8. № 3-4. 2021 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 51 способствует росту аустенитного зерна и, как следствие, получение в процессе охлаждении более крупнодисперсной структуры мартенсита. Значения максимальных температур изменяются по глубине материала с той же закономерностью, с какой изменяются характеристики S . При использовании указанных источников энергии эта характеристика имеет максимальные значения на глубине около 0,2 мм. Следовательно, имеет место зависимость характеристики S , характерной для глубины 0,2 мм, от величины закаленного слоя. Для стали 45, 60, У8, подвергающихся поверхностному упрочнению с применением индукционного нагрева, справедлива зависимость в следующем виде: 2 3 ( ) 0,55 3,69 5,95 38,62 S h h h h     , (2) 2 3 ( ) 0,77 3,33 5,36 45,17 S h h h h     , (3) 2 3 ( ) 0,90 3,19 5,14 50,18 S h h h h     . (4) После статистической обработки экспериментальных данных была выявлена функциональная зависимость интегральной температурно-временной характеристики S от технологических режимов обработки с погрешностью не более 5%. При этом скорость перемещения источника нагрева и удельная мощность – варьируемые величины. Это связано с тем, что изготовление нового индуктора – процесс трудоемкий, следовательно, с практической точки зрения для нагрева токами высокой частоты целесообразно изначально задавать размер источника, и лишь затем подбирать остальные технологические параметры [4, 5, 9, 10, 25 – 30]. Результаты исследований поверхностного упрочнения с применением индукционного нагрева на примере сталей У8, 60 и 45 представлены на рис. 4 100 75 50 25 125 150 0,1 S , о С  с 3,5 4,0 3,0 2,5 2,0 0,06 0,07 0,08 0,09 q и , 10 8 Вт/м 2 V и , м/с а 3,5 3,0 2,5 2,0 q и , 10 8 Вт/м 2 0,06 0,07 0,08 0,09 V и , м/с S , о С  с 0,1 4,0 100 75 50 25 б 3,5 3,0 2,5 2,0 q и , 10 8 Вт/м 2 0,06 0,07 0,08 0,09 V и , м/с S , о С  с 0,1 4,0 40 30 10 20 50 60 70 а 3,5 3,0 2,5 2,0 q и , 10 8 Вт/м 2 0,06 0,07 0,08 0,09 V и , м/с S , о С  с 0,1 4,0 100 75 50 25 б 3,5 3,0 2,5 2,0 q и , 10 8 Вт/м 2 0,06 0,07 0,08 0,09 V и , м/с S , о С  с 0,1 4,0 40 30 10 20 50 60 70 а б в Рис. 4. Функциональные зависимости S ( q и , V и ): а – для стали У8; б - для стали 60; в – для стали 45 Установление зависимости характеристики S как от глубины упрочнения, так и от режимов обработки дает возможность более рационального подхода к назначению режимы поверхностного упрочнения стальных деталей, работающих, например, в условиях интенсивного изнашивания контактных поверхностей. Наиболее важными свойствами для таких деталей являются высокая твердость и определенная глубина упрочненного слоя. Обеспечение указанных требований к главным в этом случае техническим параметрам достигается выполнением двух основных условий: подбор соответствующей марки стали (для твердости) и назначение соответствующих технологических режимов (для глубины закалки) [4, 5, 9, 10, 25 – 30]. Ниже приведен пример применения предложенной методики назначения режимов поверхностного упрочнения деталей с применением ВЭН ТВЧ. В рассматриваемом случае будем исходить только из обеспечения глубины упрочненного слоя. Дана цилиндрическая деталь типа диск (рис. 1), материал детали – сталь 45 и сталь У8, высота b = 20 мм, диаметр d = 32 мм, следовательно длина окружности l  100 мм.