ОБРАЗОВАНИЕ ЖИДКОЙ ФАЗЫ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАКАЛКИ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ НАГРЕВОМ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Для повышения эксплуатационных свойств деталей машин все большее распространения получают методы модифицирования поверхностных слоев деталей с использованием источников энергии высокой концентрации, обеспечивающих скорости нагрева порядка 104…105 oC/с. Объектом данных исследований является поверхностная закалка высокоэнергетическим нагревом токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ). Данному источнику энергии свойственно весьма сложное распределение энергии по толщине нагреваемого слоя, что может являться причиной образования в глубине материала микрообъемов расплавленного металла, приводящее к существенному снижению качества обрабатываемого изделия. Следовательно, при назначении технологических режимов, необходимо учитывать характерные особенности обработки данными источниками нагрева. Натурные эксперименты проводились на круглошлифовальном станке модели 3Б12, оснащенного дополнительным источником энергии, в качестве которого использовался выносной закалочный контур, реализующий высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты. Структурные исследования производили с применением оптической и растровой микроскопии. Математическое моделирование тепловых полей и структурно-фазовых превращений при ВЭН ТВЧ осуществлялось в программных комплексах ANSYS и SYSWELD. Теоретически обоснована и практически доказана возможность возникновения в процессе поверхностной закалки стали 45 с использованием высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты с одновременным душевым водяным охлаждением жидкой фазы не на поверхности, а на глубине 0,15…0,2 мм. На основании проведенных исследований сделан вывод о том, что назначать режимы поверхностной закалки с использованием ВЭН ТВЧ с одновременным душевым охлаждением необходимо исходя из наиболее теплонапряженного слоя.

поверхностная закалка, токи высокой частоты, метод конечных элементов, конструкционная сталь, жидкая фаза