Современные методы обработки стали.
На протяжении десятилетий сама структура стали мало, чем изменилась. Несмотря на это, многие производители заявляют нам о повышении качества своей продукции, что не может не сопровождаться улучшением качества стали, которая применяется в самых широких отраслях промышленности. В первую очередь, современное улучшение характеристик стали происходит за счет внедрения и использования новых методов обработки данного металла.
По своей химической структуре, сталь это смесь железа с углеродом, которая получается в результате выплавления в угольной печи различных пород железа. Концентрация углерода в стали значительно меньше, чем чугуне, тем не менее, в следовых количествах углерод в ней всегда присутствует. Следует понимать, что углерод придает стали прочность, но при этом снижает ее вязкость.
Ранее сталь обрабатывали лишь одним методом, - путем ковки. Современные методы обработки листов стали, такие как закалка ТВЧ, позволили значительно улучшить ее характеристики и расширить сферы применения. Обработка стали закалкой ТВЧ, позволило начать широко применять ее в строительстве, станкостроение, машиностроение, двигателестроении, приборостроении и т.д.
Закалка металла током высокой частоты (ТВЧ) позволяет улучшить характеристики стали при воздействии сил трения на листы металла. Современные установки для ТВЧ закалки имеют два ключевых параметра, которые отличают их друг от друга. Во-первых, это глубина слоя закалки, которая измеряется в миллиметрах. Во-вторых, это твердость закаленного поверхностного слоя стали.
Современные установки для ТВЧ закалки с легкостью решают следующие задачи. В первую очередь, это непосредственный нагрев поверхности металла на необходимую толщину, а затем его равномерное охлаждение по всей поверхности. Данные два процесса должны протекать в строгой взаимосвязи и показывать высокие уровни производительности, что связано с необходимостью быстрого нагрева слоя металла и не менее быстрого его охлаждения в ходе формирования заготовки.
Для обеспечения закалки тонкого слоя стали, нередко используется индукционный нагрев, который становится все популярнее и популярнее в самых различных отраслях хозяйствования. Расширение спектра применения индукционного нагрева, связано с его значительными преимуществами, по сравнению с привычными для всех печами для ковки стали.
В первую очередь, при индукционном нагреве металла происходит нагрев всего металла на необходимую толщину без излишней затраты энергии на окружающую среду. Данное преимущество индукционного нагрева позволяет значительно экономить время на нагреве и расходах при масштабных производственных процессах.
Во-вторых, термообработка стали происходит за счет непосредственного контакта, а не за счет косвенного, который может обеспечить только послойный нагрев металла, начиная с внешнего - наружного слоя.
В-третьих, термообработка стали происходит при наиболее благоприятных для ее внешних слоев условий, что связано с банальными законами физики. Нагретое тело начинает испускать инфракрасное тепло со всей поверхности, что обеспечивает наибольшую концентрацию тепла на поверхности металла за счет внутренних его слоев.
В-четвертых, индукционный нагрев позволяет значительно сократить время термообработки стали, тем самым более рационально расходовать трудовые ресурсы на производстве.
Метод индукционного нагрева стали, широко используется в современной промышленности. С помощью индукционного нагрева осуществляют плавку, термообработку, ковку, штамповку, пайку, сварку стали и т.д.
Термообработка стали осуществляется в закалочных установках, которые используют индукционные нагревательные механизмы. Для знающих физику людей принцип работы индукционной установки не представит какой-либо трудности, а остальным придется освежить школьный курс механики с электрикой.
Современная закалочная установка осуществляет нагрев за счет создания магнитного поля. Вихревые потоки магнитного поля внутри закалочной установки позволяют осуществить термообработку стали на высоком уровне. Из закона магнитных полей известно, что нагрев металла будет зависеть только от мощности электромагнитного поля. А сама мощность электромагнитного поля закалочной установки зависит от длительности воздействия на предмет и частоты электромагнитного поля. Возможность изменения мощности электромагнитного поля позволяет регулировать интенсивность воздействия излучения и регулировать глубину обработки стали.
Тем не менее, следует понимать, что для закалочной установки нет необходимости нагревать сталь на всю толщину. Связано это с тем, что закалочные установки предназначены для увеличения прочности именно поверхностных слоев металла, без особых воздействий на ее внутренние слои.
Еще одной областью, где широко применяется индукционный метод нагрева металла, является индукционная пайка. Данный метод соединения металла прочно вписывается в нашу повседневную жизнь, что связано со следующими причинами. Во-первых, при индукционной пайке имеется возможность локального нагрева металла, без рассеивания тепла. Во-вторых, это высокие температуры нагрева металла за короткие сроки. Современная индукционная пайка позволяет достигнуть 250 градусов на необходимом участке всего за одну секунду. В-третьих, широкие возможности использования индукционной пайки. Индукционная пайка с легкостью справляется со всеми электропроводными материалами.
