Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 19 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 2. Схема индуктора: 1 – медная трубка; 2 – медный брусок; 3 – набор ферритовых колец; 4 – отверстия для подачи струй водоохлаждающего агента Рис. 3. Фотография процесса закалки клина 3. Манипулятор для вертикального закрепле- ния клина и его перемещения с заданной ско- ростью, имеющий основные блоки: узел закре- пления клина на специальном столе, привод для вертикального перемещения стола, устройство для сбора отработанной воды и ее слива в обо- ротный водяной контур цеха. 2. Результаты и обсуждение При отработке технологического процесса упрочнения был разработан и испытан ряд раз- личных конструкций индукторов, отличающих- ся длиной рабочей зоны и сечением медного бруска. Опыты показали, что при использовании индуктора с удвоенной длиной рабочей зоны 180 мм закалка рабочей поверхности клина за один проход неосуществима из-за недостаточ- ной удельной мощности даже при максимальной мощности ВЧ-генератора 60 кВт. Вследствие этого был разработан двухпро- ходный процесс ВИЗ рабочей поверхности кли- на. При его отработке был оптимизирован ряд базовых параметров процесса – удельная мощ- ность процесса ВИЗ, скорость протяжки клина, зазор «индуктор – поверхность клина». Отра- ботка процесса проводилась следующим обра- зом: клин фиксировался на манипуляторе, про- изводился нагрев и закалка рабочей поверхности клина при заданном режиме обработки. Фотография манипулятора вместе с закре- пленным на столе клином и индуктором пред- ставлена на рис. 3. Ясно видно яркое свечение в зазоре «индуктор – упрочняемая поверхность клина» по всей длине рабочей зоны индуктора. Затем проводилась резка клина с гидроабрази- вом, изготовление нормальных шлифов, их шли- фовка и алмазная доводка, травление и измере- ние глубины упрочненного слоя и его твердости. Приборы для измерения твердости – калибро- ванные микротвердомер ПМТ-3 и твердомер «Супер-Роквелл». При отработке технологического процесса были выявлены две основные проблемы. 1. Образование на упрочняемой поверхности обезуглероженного слоя глубиной до 1 мм. 2. Опасность подплава поверхности клина при нагреве вследствие существенного сдвига критических температур при очень высоких ско- ростях нагрева. Первая проблема была решена путем оптими- зации времени нагрева каждого участка упроч- няемой поверхности таким образом, чтобы при этом прошло диффузионное выравнивание угле- рода в закаленном слое. Вторая проблема была решена путем оптимизации удельной мощности и выбора режима закалки при полной водяной завесе зоны нагрева. Оптимальные режимы закалки и соответ- ствующие характеристики закаленного слоя приведены в таблице. По отработанной технологии [14] была про- изведена опытная партия изделий, которая успешно прошла ходовые ресурсные испытания на полигоне в г. Щербинка. В ходе испытаний