Способ выбора режима непрерывно-последовательного индукционного нагрева под поверхностную закалку

Способ выбора режима непрерывно-последовательного индукционного нагрева под поверхностную закалку

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при назначении режима индукционного нагрева под поверхностную закалку валков холодной прокатки. Цель изобретения - повышение качества закалки при минимальном расходе энергии. Согласно способу выполняют три пробные закалки, обеспечивая значения комплексного показателя режима P<SP POS="POST">2</SP>/(ADV) последовательно 0,01-0,04

0,05-0,09 и 0,10-0,13 кВт<SP POS="POST">2</SP>.мин/мм<SP POS="POST">3</SP>, где P - мощность, подводимая к индуктору, кВт

A=2,5-15 - зазор между деталью и индуктором, мм

D - диаметр валка, мм

V - скорость движения индуктора относительно валка, мм/мин. Затем по результатам измерений твердости вычисляют оптимальное значение комплексного показателя режима по формуле F=1/2[X<SP POS="POST">2</SP>(Y<SB POS="POST">3</SB>-Y<SB POS="POST">2</SB>)+X<SP POS="POST">2</SP>(Y<SB POS="POST">1</SB>-Y<SB POS="POST">3</SB>)+X<SP POS="POST">2</SP>(Y<SB POS="POST">2</SB>-Y<SB POS="POST">1</SB>)]/[X<SB POS="POST">1</SB>(Y<SB POS="POST">3</SB>-Y<SB POS="POST">2</SB>)+X<SB POS="POST">2</SB>(Y<SB POS="POST">1</SB>-Y<SB POS="POST">3</SB>)+X<SB POS="POST">3</SB>(Y<SB POS="POST">1</SB>-Y<SB POS="POST">3</SB>)], где X<SB POS="POST">1</SB>, X<SB POS="POST">2</SB>, X<SB POS="POST">3</SB> - значения комплексных показателей режимов пробных закалок

Y<SB POS="POST">1</SB>, Y<SB POS="POST">2</SB>, Y<SB POS="POST">3</SB> - значения твердости соответствующих образцов, и определяют необходимую мощность, подводимую к индуктору по формуле P=√FADV.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 0 1/42 йМИЮЗМ6, 1 ., г.л » у ц ») ) .- (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4269153/31-02 (22) 29.06.87 (46) 15.11.89. Бюл. )) 42 (71) Краматорский индустриальный институт и Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) Л.М.Белкин, M.ß.Áåëêèí»

В.Д.Харченко, А.Я.Шашко, В.Н.Лычева и В.П.Яшин (53) 62!.783(088.8) (56) Демичев А.Д. Поверхностная за, калка индукционным способом. Л.:

Машиностроение, 1979, с. 57«6).,(54) СПОСОБ ВЫБОРА РЕЖИМА НЕПРЕРЫВНОПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПОД ПОВЕРХНОСТНУЮ ЗАКАЛКУ (57 ) Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при назначении режима индукционного нагрева под поверхностную закалку валков холодной прокатки. Цель изобретения - поИзобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при назначении режима индукционного нагрева под поверхностную закалку валков холодной прокатки.

Цель изобретения — повышение качества закалки при минимальном расходе энергии.

Цель достигается тем, что при выборе режимов индукционного нагрева под поверхностную закалку прокатных валков путем пробных нагревов и ох(19) 1 (!11 А 1 вьппение качества закалки при минимальном расходе энергии. Согласно способу выполняют три пробные закалки, обеспечивая значения комплексного показателя режима Р /(actv) последовательно 0,01-0,04; 0,05-0,09 и

0,10-0,13 кВт мин/ммэ, где Р— мощность, подводимая к индуктору» кВТ;, a = 2,5-IS — зазор между деталью и индуктором, мм;,cL — диаметр валка, мм; v — - скорость движения индуктора относительно валка, мм/мин. Затем по результатам измерений твердости вычисляют оптимальное значение комплексного показателя режима по формуле f = — 1/2 (х „(y — уг) + х г(у — у ) + х э(у г — у )3 /Гх, (у з — y< 3 + х (у„- у ) + х (у „— - уэ)7» где x x х — значения комплексных показателей з режимов пробных эакалок; у,, у,, у3 значения твердости соответствующих образцов, и определяют необходимую мощность, подводимую к индуктору по формуле P = f à-d v. лаждений и измерения показателей ка- вав чества валков, выполняют три пробных закалки образцов, изготовленных из

f того же материала н подвергнутых той же предварительной термической обработке что и изготавливаемые валки, при каждом нагреве и охлаждении фиксируют диаметр образца d, зазор а между поверхностями образца и индуктора, мощность P электрического тока, подводимую к индуктору, скорость v поступательного перемещения индукто1521781 а индук от образ— уз ) + хз(у2 у1) 7 — У2) + х э у2 У °

35 (У2 У„)(хг — — х1) — (y2 У1)(ХЗ вЂ” х1) з- хЛ где х, — х, ,(У вЂ” У 2 ) + х(У, х 7 .— g +х (y

Уз ) + хэ(У2 — У1 ) 1уз у2 2 1 уэ) + хз(у2 у,, ра вдоль оси образца и поверхностную твердость образца после охлаждения, при этом обеспечивают значения комплексного показателя режим

P 2 ционного нагрева а Й

2 2

1 х, (yg — У2) + х (У х,(y, — у,)+ х,Ь, где х,, х, х з — фактические значения комплексных показателей режима индукционного нагрева на каждом из образцов; у„, у,,у — фактические значения твердости на соответствующем образце; и определяют необходимую мощность электрического тока, подводимую к индуктору при нагреве валков по формуле

° . Ю.,-Х;,,; где d. — диаметр валка; а — зазор при нагреве валка; ч — скорость поступательного перемещения индуктора вдоль . оси валка при его нагреве, Проведенные исследования показали, что зависимость твердости HRC от поР2 казателя — носит немонотонный а:d.v

7x — 113rx x3 — 77

Ь (уз — у „) — а(х - х1) Зная величину f, на основании формулы (1) можно найти необходимую мощность подводимого электрического тока при нагреве валков

- 7Г;;. „. ; где d. — диаметр валка; ав — зазор между поверхностями

50 индуктора и валка; чв — скорость поступательного перемещения индуктора вдоль оси валка.

Выбор значений показателя а .й "v в пределах 0,01-0,04; 0,05-0,09 и

О,Х0-0,13 кБт мин/мм з обеспечивает ца к образцу в пределах 0,01-0,04;

В

0,05-0,09 и 0,10-0,13 по результатам измерений вычисляют оптимальное значение упомянутого комплексного показателя по формуле:

I характер и имеет максимум при определенном значении () Количественно ход этой кривой зависит от материала валков и предварительной термической обработки, поэтому образцы для пробных нагревов и охлаждений изготавливают из тои же марки стали и подвергают той же предварительной термической обработки, что и натурные валки. Выполнив три пробных прохода и зафиксировав в каждом из них, с одной стороны, й, à, v, P (т.е. параметр

Р2 а d..v — — — -(х), а с другой стороны— твердость НВС(у), можно через эти у t точки провести параболу у = ах +

+ Ьх + с и найти точку ее максимума, Ь как f ---2а наличие точек слева от максимума, справа от максимума и контрольной точки в окрестности экстремума. Среди .возможных параметров проведения пробных нагревов можно выделить такие, при использовании которых способ реализуется наиболее эффективно и получаемые результаты наиболее точны.

Наиболее точный результат получается, если при нагревах всех трех образцов скорость поступательного перемещения индуктора принимается одинаковой и равной скорости поступательного перемещения индуктора

1521

= Гх,а,а v, = s< Ф аха

Р = х,аале х

= 55 кВт;

= 65 кВт;

?5 кВт.

1 0 025 6 -64 + 0 070 56-61 + 0 115 64-56 0

2 0,О25 75T=547 + 0,07О (56=61 7 + 0,ТТ5 754=557

50 при нагреве валков. Величина зазора между поверхностями образца и индуктора принимается равной 2,5-15 мм.

При величине зазора меньше 2 5 мм

5 возникают местные перегревы поверхности валков и неравномерный нагрев. . При величине зазора больше 15 мм возникают большие потери в магнитной цепи и снижается КПД индуктора.

Пример. Выбирается режим индукционного нагрева-под поверхностную закалку валка холодной прокатки диаметром 150 мм. Материал валков и образцов - сталь 9ХФ, предварительная термообработка. — нормализация с отпуском. Для определения режимов изготавливают три образца диаметрами

80, 60 и 50 мм. Размеры образцов вы- 20 бирали исходя из размеров имеющихся индукторов — с диаметрами соответстПосле .нагревов, охлаждений измеряют твердость образцов (HRC), которая оказывается равной у, = 56 HRC; у

= 64 HRC; у = 61 HRC. Ha основании

Для нагрева валков диаметром d8=

)50 мм иэ числа имеющихся наиболее подходящим является индуктор 160 мм, т.е» sasop равен а = 5 мм. Тогда, с учетом вьппеукаэанного v ц = 45

= 200 мм/мин, получим необходимую мощность электрического тока, подводимую при индукционном нагреве валков

Г5х Гаш

110 кВт.

При нагреве и последующем охлаждении с данной мощностью получена твер" дость 65,5 HRC.

Таким образом, предлагаемый спо35 соб позволяет произвести выбор оптимального режима нагрева, обеспечивающего наилучшее качество валков при ,минимальном расходе энергии.

781 о венно 100, 70, 60 мм, определяющими, зазоры 10; 5; 5 мм соответственно.

Нагрев валков, исходя из обеспечения максимальной производительности, предполагается осуществлять при скорости перемещения индуктора v =

= 200 мм/мин, поэтому на втором и третьем образцах осуществляли нагрев с той же скоростью перемещения

200 мм/мин, а на первом образце, с тем, чтобы не подводить большую мощность, скорость поступательного перемещения индуктора снизили до

156 мм/мин. С учетом необходимых

1 (заявленных) интервалов были

a.d x приняты следующие значения (по серединам интервалов): х, = 0,025; х =

= 0,070; ха= 0,115. В соответствии с этим при пробных нагревах образцов к индукторам подводили мощности: .

l этих результатов находят оптимальное

P значение параметра, равное: а и v

Формула изобретения

Способ выбора режима непрерывнопоследовательного индукционного нагрева под поверхностную закалку, преимущественно прокатных валков, включающий пробные закалки образцов, измерение диаметра образца d мм, saэора между образцом и индуктором а, мм, определение скорости поступательного движения индуктора ч, мм/мин и проведение расчета оптимального значения мощности, подводимой к индуктору P кВт, о т. л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества закапки при минимальном расходе энергии, производят пробные закалки трех образцов с последующим

1521781 уз7+ х,7у,— уз

У у ву значения твердости на соотг ветствующем образце, Составитель Г. Стальский

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 6895/25 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 измерением поверхностной твердости, обеспечивая при этом путем регулиро-. вания мощности значения комплексного

P кВт мин показателя нагрева х

1 где а — зазор между поверхностью валка и индуктором;

cLe - диаметр валка; для каждого из образцов в пределах х „ = 0,01-0,04; х q = 0,05-0,09; х

0 100 131 и определяют необходимую мощность по формуле