10 факторов использования метода обработки изделий на установках ТВЧ

Индуктивный метод термической обработки изделий, так называемая обработка на установках токов высокой частоты (ТВЧ), известен ещё со времён Советского Союза и был широко распространён на предприятиях машиностроения. Основными преимуществами установок ТВЧ являлись простота, надёжность и высокая скорость обработки изделий. Как правило, такой метод использовался в ремонтной службе предприятий или в инструментальных цехах.

Метод обработки заключается в том, что нагреваемая деталь помещается в электромагнитное высокочастотное поле индуктора. Энергия переменного тока индуктора передаётся в нагреваемую деталь пронизывающим её магнитным потоком, где индуктируются вихревые переменные токи высокой частоты. Плотность этих токов неравномерна по сечению, они вытесняются магнитным полем к поверхности нагреваемой детали: проявляется «поверхностный эффект». В связи с высокой плотностью индуктированных токов и происходит быстрый нагрев её поверхностного слоя. Медный индуктор в процессе работы охлаждается водой, благодаря чему он не перегревается. Форма индуктора соответствует внешней форме обрабатываемого изделия, что обусловлено необходимостью учитывать постоянный зазор между индуктором и поверхностью обрабатываемого изделия.

Использование оборудования было ограничено активным распространением технологии термической обработки изделий в защитных атмосферах и вакууме, последовавшим за этим изменением требований к изделиям и высокая эффективность внедряемого режущего инструмента со сменными твёрдосплавными пластинами. Это заставило большую часть предприятий машиностроительного сектора отказаться от использования данного метода обработки.

Помимо внешних факторов причинами отказа предприятий от использования данного типа оборудования послужило отсутствие системы управления, отвечающей современным требованиям, сложность автоматизации существующих мощностей, необходимость наличия персонала с большим опытом его обслуживания и эксплуатации, привлечение которого повышало экономическую эффективность из-за низкой степени защиты от ошибки в работе оборудования.

Развитие технологий в машиностроении и предъявление более жёстких требований к качеству обработки изделий стимулировало развитие оборудования для закалки ТВЧ. Использование новейших разработок в области термообрабатывающего оборудования позволяет решать указанные выше вопросы.

Проектирование, изготовление, ввод в строй установок ТВЧ и внедрение технологий, обеспечивающих высокое качество обработки и соответствие результатов закалки изделий требованиям заказчика, обязывают компанию производителя иметь богатый инженерный опыт и быть в курсе новых разработок в станкостроении, термической обработке изделий и материаловедении. Поэтому перечень компаний, предлагающих качественное и надёжное оборудование данного типа, не столь велик.

Их технологические возможности, а также богатый инженерный и конструкторский опыт специалистов позволяют производить оборудование с учётом широкого перечня требований и пожеланий конечных потребителей. Гамма выпускаемого оборудования достаточно широка: начиная от несложной установки, позволяющей производить не более одной операции термической обработки, до высокотехнологичного многопозиционного комплекса, осуществляющего одновременно несколько операций: загрузку и выгрузку, закалку, отпуск, мойку и сушку.

Особенности и преимущества использования современного оборудования с индуктивным методом нагрева:

  • проведение обработки изделий, изготовленных из материалов, требующих охлаждения на воду, масло или водный раствор полимера, например из низколегированных и углеродистых сталей с содержанием углерода более 0,8%;
  • обеспечение высокой поверхностной твёрдости при условии сохранения мягкой, вязкой сердцевины материала изделия, что позволяет повторять результаты химико-термической обработки сплавов, в частности – азотирования;
  • короткая длительность цикла обработки изделия;
  • возможность обработки изделий с переменной толщиной стенки;
  • возможность проведения местной термообработки;
  • универсальность оборудования за счёт быстрой перенастройки, смены инструмента (индуктора), осуществление на установке одновременно несколько технологических операций или обработки нескольких изделий;
  • возможность сохранения технологической программы обработки изделий и построение графиков параметров технологического цикла, составление программы обработки изделий и их сохранение на независимом носителе заказчика;
  • практически полное отсутствие окисления поверхности за счёт очень короткого времени обработки;
  • возможность проведения обработки изделий в атмосфере защитного газа;
  • разработка, изготовление и внедрение оборудования в существующее на предприятии заказчика производство.

Входящая в состав оборудования система поверки результатов обработки изделий позволяет производить в автоматическом режиме отслеживание состояние деталей на предмет наличия трещин или изменения их геометрии вследствие оплавления, а также тестирует изделия на поверхностную твёрдость.

Наличие в составе оборудования современных систем управления позволяет обеспечивать высокий уровень повторяемости обработки изделий и в полной мере исключить влияние человеческого фактора.


Автор: В.В. Тимошенко Начальник отдела термического оборудования ГК «ФИНВАЛ»
Посмотреть содержание журнала: «Станочный парк» 2017 №9 (148)

Назад