Индуктор

 

Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий с применением индукционного нагрева. Цель изобретения повышение номенклатуры обрабатываемых изделий. Индуктор содержит трубчатый индуктирующий провод 1 и магнитопровод 2, который выполнен из многослойных ферритов ых элементов. Каждый слой ферритовых элементов отличается от соседнего слоя начальной магнитной проницаемостью. Применение магнитопровода в виде многослойных ферритовых элементов облегчает подбор необходимой частоты нагрева , тем самым позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых изделий и повысить качество нагрева. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 0 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4638566/02 (22) 16.01.89 (46) 23,05.91. бюл. М 19 (75) О.С. Хусид, А.И. Карнаух, И.И. Андрианова и 0.0. Паненко (53) 621.785.545,002.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 393322, кл. С 21 О 1/42, 1971. (54) ИНДУКТОР (57) Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий с применением индукционного нагрева. Цель изобретения— Ы 1650723 А1 повышение номенклатуры обрабатываемых изделий. Индуктор содержит трубчатый индуктирующий провод 1 и магнитопровод 2, который выполнен из многослойных ферритовых элементов. Каждый слой ферритовых элементов отличается от соседнего слоя начальной магнитной проницаемостью. Применение магнитопровода в виде многослойных ферритовых элементов облегчает подбор необходимой частоты нагрева, тем самым позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых изделий и повысить качество нагрева. 3 ил., 1 табл.

1650723

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке изделий сложной формы с применением индукционного нагрева.

Цель изобретения — повышение номенклатуры обрабатываемых изделий и качества закалки, На фиг, 1 изображен индуктор, общий вид; на фиг. 2 — многослойный ферритовый элемент; на фиг, 3 — расположение индуктора по отношению к изделию.

Индуктор состоит из трубчатого индуктирующего провода 1, ферритовых элементов 2, укрепленных HB индуктирующем проводе 1, напряжение к индуктору подводится через контакты 3, которые соединены с токопроводом 4. Ферритовый элемент 2 состоит из трех слоев: внутренний слой 5 выполнен из материала с большей начальной магнитной проницаемостью, средний

6 — с несколько меньшей начальной магнитной проницаемостью, наружный 7 — с самой малой начальной магнитной проницаемостью, .

Индуктор работает следующим образом.

Ток, проходя по токопроводу1, наводит индуктированную ЭДС не только в нагреваемом обьекте, например звездочка, (не показан) но и в магнитопроводе, состоящем из ферритовых элементов 2. Благодаря тому, что ферритовые элементы выполнены многослойными, каждый слой которых имеет разную магнитную проницаемость, достигается одинаковая концентрация подводимой энергии по нагреваемому контуру изделия, имеющего сложную конфигурацию поверхности, Нагреваемое изделие вращается и последовательно нагревается и охлаждается в рядом стоящем спрейере (не показан).

Для равномерного контурного нагрева изделий (звездочек) известным индуктором необходима частота индуктируемого тока до 10000 Гц. При этом для нагрева звездочек разного типоразмера необходимо для каждого типоразмера применять свой индуктор. В и редла гаемом индукторе можно использовать частоту индуктируемого тока

2500 Гц, при этом в каждом индукторе можно осуществить нагрев 3-4 типоразмеров звездочек.

Для индуктора в качестве материала для элементов магнитопровода можно использовать компоненты, приведенные в табл. 1.

Для получения каждого слоя элемента берут указанные компоненты в соотношениях, укаэанных в табл. 1, размалывают в вибромельнице в дистиллированной воде в течение 2 ч, Затем смесь сушат брикетируют и обжигают в течение 2 ч при 750+50 С.

После дробления брикетов и размола из шихты готовят пресс-порошок на поливини5 ловом спирте и прессуют ферритовые элементы. Вначале прессуют один слой, затем его помещают в пресс-форму и засыпают шихту другого состава, прессуют, а затем двухслойную заготовку помещают в новую

10 пресс-форму, засыпают новую шихту и прессуют. Полученные таким образом феоритовые элементы обжигают при

1150: 20 С в течение 25 ч и охлаждают вместе с выключенной печью до 100 С.

15 Начальную магнитную проницаемость каждого слоя измеряют с помощью установки ИМХ-4 при комнатной температуре, Закалку звездочек с модулем 3, 5 и 7 из стали 40Х осуществляют путем нагрева s

20 индукторе с трехслойным и однослойным магнитопроводами при частоте индуктируемого тока 2500 Гц и мощностью генератора

180 кВт с последующим охлаждением водовоздушной смесью. Отпуск осуществляют

25 при 250 10 Ñ в течение 1,5 ч.

Результаты замеров твердости по контуру звездочки на расстоянии 2 мм от поверхности показаны в табл; 2 (приведены средние значения твердости, полученные

30 по результатам десяти замеров на точку), Как видно из табл. 2, при нагреве звездочек с различным модулем в индукторе с многослойным ферритным магнитопроводом возможен качественный равномерный

35 контурный нагрев как вершины, так и впадины зуба, При нагреве звездочек однойслойным ферритным магнитопроводом такой равномерности не наблюдается. При проведении экспериментов используют

40 магнитопроводы различных составов, Как видно, при нагреве однослойным магнитапроводом равномерно нагреть в одном индукторе звездочки разного модуля не представляется возможным.

45 Экспериментально установлено, что наилучшие результаты при нагреве шестерен, зубчатых колец и других аналогичных деталей получают в том случае, когда ферритовые элементы магнитопровода

50 расположены по возрастающей начальной магнитной проницаемости к наружному слою. При локальном нагреве деталей другой конфигурации необходимо специальным образом подбирать расположение

55 элементов магнитопровода, чтобы получить наиболее благоприятный эффект.

В проведенном эксперименте одним индуктором нагревают звездочки с различным модулем, при этом ферритовые элемен1б50723

Таблица 1

Таблица 2 ты и порядок слоев не меняют после установления наиболее благоприятного их расположения, Ферритовые элементы монтируются сьемными. Расположение индуктора по отношению к обрабатываемому изделию показано на фиг. 3 (где 1 — индуктирующий провод, 5, б, 7 — ферритовые элементы, а 8 — нагреваемое изделие).

Нагреваемое изделие вращается, индуктор неподвижен.

При индукционном нагреве деталей сложной формы, например звездочки или шестерни, сложно получить равномерно нагретый слой поверхности впадины и профиля зуба. При закалке таких деталей возникает обрыв закаленного слоя у основания зуба, что снижает его общую прочность, В процессе индукционного нагрева звездочки возникающее тепло накапливается в зубе, а по впадине тепло отводится ободом. Для получения равномерного контурного нагрева таких деталей необходима очень большая концентрация подвода тепла в очень кратное время, что достигается применением магнитопроводов. Использование магнитопроводов из ферритов позволяет защитить соседние (не нагреваемые) зубья, так как почти весь магнитный поток проходит по магнитопроводу, не попадает в соседние зубья. Для осуществления качественной термической обработки деталей типа звездочек необходимо стремиться к минимально допустимой глубине прогрева, что ведет к повышению используемой частоты тока, а это вызывает неравномерный кон5 турный нагрев по зубу и впадине. Для устранения этого негативного явления необходимо тщательно оптимизировать частоту индуктируемого тока.

Применение магнитопровода в виде

10 многослойных ферритовых элементов путем определенного подбора начальной магнитной проницаемости позволяет облегчить подбор необходимой частоты, а также выполнить индуктор для определенного ряда

15 типоразмеров деталей, т.е. позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых деталей сложной формы, Формула изобретения

Индуктор для нагрева иэделий, содер.жащий трубчатый индуктирующий провод и закрепленный на нем магнитопровод иэ ферритовых элементов, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и повышения качества нагрева, каждый ферритовый элемент выполнен многослойным, при этом каждый слой выполнен из

30 материала с различной начальной магнитной проницаемостью, 1650723

Составитель Г. Сафронова

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор Н. Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1585 Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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