2.9.5. Поверхневе гартування сталі

Поверхневе гартування відбувається в результаті швидкого нагрівай тільки поверхневої зони сталевої заготовки до температур аустенітної обпа з подальшим охолодженням зі швидкістю не меншою за критичну. Внутріщ зона (осердя), яка не зазнала фазових перетворень, залишається загартованою. Мета поверхневого гартування — висока твердість поверх_н-поєднанні з в'язкіш осердям, підвищена знос'отривкість і границя витривалосщ'

Поверхню заготовок нагрівають до температур фазових перетворень стру мами високої частоти (СВЧ), полум'ям пальників, лазерним променем розтоплених легкотопких металах або солях та іншими методами.

Для нагрівання струмами високої частоти заготовку / (рис.2.9.2) встав­ляють в індуктор 2 (соленоїд) з деяким зазором. Кожній заготовці потрібен окремий індуктор відповідно до її форми й розмірів. Індуктор це електропро­відна мідна трубка, всередині якої циркулює вода для охолодження. Струм високої частоти створює змінне електромагнітне поле. Воно індукує в заготовці вихрові струми, які швидко нагрівають її поверхню. Що більша частота струму, то менша глибина його проникнення (глибина нагрівання). Час нагрівання лежить в межах від 2 до 50 с. Висока швидкість нагрівання зсуває фазові перетворення в область підвищених температур (див. рис.2.8.1) порівняно з повільним нагріванням у печі.

Для живлення індуктора використовують машинні або лампові генератори. Машинні генератори виробляють струм частотою 500... 15 000 Гц і лампові-— до 10⁷ Гц. Лампові генератори використовують для утворення загартованої зони завтовшки від 0,1 до 2 мм, машинні — понад 2 мм. Нагріту заготовку негайно охолоджують у спеціальному пристрої З, через отвори якого інтенсивно подається охолодна рідина. Часто заготовку після нагрівання вкидають у посудину ³ рідиною.

Перевагами нагрівання СВЧ є висока продуктивність, можливість уник­нути оксидації й зневуглецьовування поверхні заготовки, точно регулювати глибину гартування і автоматизувати процес. Недоліком методу є висока вартість генераторів СВЧ, а також необхідність виготовляти окремий індУ^к'

для кожної заготовки та потреба індивідуально підбирати режим обробки, кочастотне гартування широко застосовують для заготовок, виготовлених вих вуглецевих сталей із вмістом вуглецю понад 0,4 % в умовах серійно-³ й масового виробництва.

^Г Цочуменеве поверхневе нагрівання до температури аустенітної області

тосовують, як правило, для габаритних виробів переважно в індивідуальному

побництві. Нагрівають поверхні під гартування газокисневими пальниками

петиленом або природним газом. Услід за пальником пересувається пристрій з

холодною рідиною. Товщина загартованої зони становить 2...4 мм. Недолік

методу — складність регулювання температури нагрівання.

Нагрівання лазерним променем до високих температур триває всього ΙΟ"³ Ю"^{7 с}> ^п'^сля чого від нагрітої поверхневої ділянки малого об'єму дуже швид­ко відводиться тепло холодним металом і відбувається гартування. Лазери — це квантові генератори світла, енергія якого перетворюється в тепло. Лазерне випромінювання характеризується вузьким пучком вйсококонцентрованої енергії, що її випромінюють тверді тіла (рубін, ітрій, скло) або гази (Не, Ne, Аг, CO,). Лазерне випромінювання особливо ефективне для виробів зі складною поверхнею. Товщина зміцненого шару не перевищує 0,1...0,15 мм.

Нагрівання розтопленими легкотопкими металами або солями поверхневих шарів виробів до аустенітного стану застосовують під час гартування невели­ких заготовок простої геометричної форми.