مبدأ التسخين بالحث ثنائي التردد
التصلب الحثي التقليدي (التقليدي) ثنائي التردد هو أنه يتم تطبيق إمداد طاقة بترددين على محاثين على التوالي ، ويحتاج الترس إلى التسخين المسبق من محث التردد المنخفض ونقله بسرعة إلى محث آخر عالي التردد للتسخين والتبريد ، مثل هو مبين في الشكل 1. يستخدم التصلب الحثي ثنائي التردد تسخينًا منخفض التردد لنشر الطاقة الحرارية إلى الداخل ، وأخيراً التسخين عالي التردد إلى السطح ، أي ميزة "التردد المنخفض يميل إلى الداخل ، ويميل التردد العالي إلى السطح".
الشكل 1 رسم تخطيطي لتبريد العتاد المزدوج التردد التقليدي
تردد مزدوج تصلب التعريفي هو الحث التدفئة وطريقة التبريد لزيادة عمق الطبقة المتصلبة وجعل توزيع الصلابة أكثر معقولية. وهذا يعني أنه يمكن الحصول على الطبقة المتصلبة الموزعة على طول المظهر الجانبي للأسنان باستخدام طريقة التسخين المتسلسل ذات التردد العالي والتردد المتوسط ، وتشويه المعالجة الحرارية للترس صغير.
على سبيل المثال ، بالنسبة إلى ترس بمعامل 4 مم ، استخدم تيار تردد متوسط لتسخين (2.5 ~ 3 ثوانٍ) أخدود السن وجانب السن بالقرب من جذر السن ، ثم استخدم تيارًا عالي التردد 250 كيلو هرتز للتسخين (0.6 ~ 0.7 ثانية) أعلى السن والسن بالقرب من الجانب العلوي للسن ، ثم يروي.
عندما تقوم شركة Guangzhou Automobile Group Co.، Ltd. بإجراء تسخين بالحث ثنائي التردد والتبريد على التروس المصنوعة من 45 فولاذ ومعامل 3 ، يمكن الحصول على طبقة مقواة موزعة بشكل موحد على طول ملف السن. عندما تكون الطبقة المتصلدة 0.8 مم ، فإن أفضل أداء إجهاد للثني الممتاز ، والذي يعادل أساسًا أداء إجهاد التروس المكربن (ما يعادل 420CrMo) SCM20 (ما يعادل 1450CrMo) ، ويمكن أن يصل حد التعب إلى XNUMX ميجا باسكال.
عملية التسخين بالحث ثنائي التردد وتأثيرها
اختبرت شركة Nihon Electric Industrial Co.، Ltd. طريقة التبريد بتردد مزدوج للترس ويمكنها الحصول على تشوه أصغر من طريقة التبريد بتردد واحد للترس وطريقة التبريد بالكربنة. الترس الأسطواني المطوي (انظر الشكل 2) له معامل يبلغ 2 مم وارتفاع السن الكامل 4.7. مم ، وعدد الأسنان 36 ، والمادة من فولاذ S45C (ما يعادل 45 فولاذ). يتم الانتهاء من سطح السن بالحلاقة ، ويكون العلاج بالتسخين المسبق للتقسية.
الشكل 2 اختبار شكل العتاد
تظهر طريقة التصلب بالحث ثنائي التردد في الصورة أدناه. قم أولاً بوضع الترس على الجهاز ، ثم قم بتدويره مع المحور المركزي بسرعة عالية ، وفي نفس الوقت ، يرسل مصدر طاقة الحث (1) تيارًا قدره f = 3000 هرتز ، ويدخل في المحرِّض (A). ) للتسخين. عندما يصل الترس إلى درجة الحرارة المثلى ، يتم قطع إمداد الطاقة (1) ، ويسقط الترس بسرعة في محث التبريد والتسخين (B) ، وفي نفس الوقت ، يبدأ مصدر الطاقة عالي التردد (2) في قوة الإرسال ، التردد f = 140 كيلو هرتز ، وسطح سن الترس التبريد السريع والتسخين لأعلى السن ، عندما يصل سطح السن إلى درجة حرارة التبريد ، قم بقطع مصدر الطاقة عالي التردد ، وخفض سرعة دوران الترس ، وفي نفس الوقت رش ماء التبريد من سترة الماء للتبريد بسرعة لتبريد سطح السن ، وغطاء السن ، وجذر السن. يتم الحصول على طبقة صلبة موزعة على طول ملف السن.
طريقة تصلب الحث ثنائي التردد
1. فتحة رش الماء 2. الترس 3. مستشعر التسخين المسبق (A) 4. مستشعر التسخين عالي التردد (B) + تبريد غلاف الماء 5. التركيب
الجدول 1: يوضح معلمات العملية لثلاث معالجات حرارية للتروس.
| معلمات العملية الرئيسية للتردد المزدوج ، التصلب بالتردد المفرد والتصلب بالكربنة | ||
|---|---|---|
| معلمات عملية التصلب بتردد مزدوج | معلمات عملية التصلب أحادية التردد | كربنة معلمات عملية التصلب |
| طاقة التسخين 100kW | قوة التسخين 90 كيلو وات | الكربنة 950 ℃ |
| تردد التسخين 3 كيلو هرتز | التردد 90kHz | 950 ℃ والحفاظ على الحرارة 2.5 ساعة |
| وقت التسخين 3.65 ثانية | وقت التسخين 3.8 ثانية | التبريد المسبق وصولاً إلى 850 درجة مئوية |
| وقت تبريد الهواء 3.85 ثانية | وقت التسخين 0 ثانية | 850 ℃ لمدة 20 دقيقة |
| طاقة إدخال عالية التردد 900kW | ||
| تردد عالي 140 كيلو هرتز | وقت رش الماء 15 ثانية | تبريد وسط التبريد - الزيت |
| وقت التسخين 0.14 ثانية | وقت التسخين 0.14 ثانية | درجة حرارة التقسية 180 درجة مئوية |
| وقت رش الماء 10 ثانية | / | وقت التقسية 2h |
| معدل تدفق رذاذ الماء 100 لتر / دقيقة | / | يليه تبريد الهواء |
نتائج اختبار تشويه التروس ، إجهاد الضغط المتبقي ومعدل التنميط على طول ملف تعريف السن بعد ثلاث عمليات موضحة في الجدول 2. ويمكن ملاحظة من الجدول 2 أن تشويه المعالجة الحرارية للتروس بعد التبريد الثنائي التردد هو الأصغر ، الدقة هي الأعلى ، والضغط الانضغاطي المتبقي هو الأعلى.
الجدول 2: نتائج التشويه الحراري بعد الكربنة والتبريد ، تصلب الحث أحادي التردد وتصلب الحث مزدوج التردد (ميكرومتر)
| نتائج التشويه الحراري بعد الكربنة والتبريد والتصلب الحثي أحادي التردد والتصلب الحثي بتردد مزدوج (ميكرومتر) | ||||
|---|---|---|---|---|
| العناصر | كربنة التبريد + التسخين | تصلب الحث بالتردد الفردي | تصلب الحث بالتردد المزدوج | ملاحظة |
| متوسط خطأ الملف الشخصي | 4.26 ~ 4.8 | 2.2 ~ 3.3 | 3.1 ~ 308 | / |
| إزاحة الملف الشخصي للأسنان | 16 | 8.4 | 6.0 | / |
| جريان الأسنان | 5.867 | 3.103 | 2.198 | / |
| متوسط قيمة خطأ اتجاه السن | 6.91 | 3.7 ~ 4.1 | 3.7 ~ 4.1 | / |
| تعويض خطأ الأسنان | 20 | 4.4 | 4.4 | / |
| جريان الأسنان | 7.51 | 1.855 | 1.584 | / |
| وسط جذر السن الإجهاد المتبقي / الآلام والكروب الذهنية | -27.7 | -51.3 | -778 | / |
| عمق الطبقة الصلبة أعلى الأسنان / مم | 0.87 | 4.69 | 1.54 | عندما يكون عمق طبقة تصلب الجذر 0.55 مم |
| معدل التنميط الطبقي المتصلب (٪) | 81.5 | 0.2 | 67.2 | / |