Величина тока может быть ориентировочно принята по табл.6.
Для поверхностного нагрева стали под закалку необходимо применять сравнительно большую удельную мощность (до 2 кВт/см2) и сравнительно малое время нагрева (2 – 10 с). При этом скорость нагрева лежит в пределах 15-300°С/с. Снижение удельной мощности и увеличение времени нагрева обусловливает получение более глубокого нагрева.
Ориентировочные значения скорости нагрева и удельной мощности даны в табл. 7. Ориентировочные данные режимов закалки деталей токами высокой частоты, применяемых в автостроении, приведены в табл.8.
Таблица 6. Зависимость глубины поверхностной закалки от частоты тока
| Частота тока, Гц | Рациональные пределы глубины нагрева, мм | Минимальный диаметр заготовки при нагреве под закалку, мм |
| 50 | 15-80 | 200 |
| 1000 | 3-17 | 44 |
| 2500 | 2-11 | 28 |
| 4000 | 1,5-9 | 22 |
| 8000 | 1-6 | 16 |
| 10000 | 0,9-5,5 | 14 |
| 70000 | 0,3-2,5 | 5 |
| 400000 | 0,2-1 | 2,2 |
| Глубина нагрева, мм | Скорость нагрева в области фазовых превращений, °С/с | Удельная мощность, кВт/см2 |
| 1-2 | 100-300 | 0,8-1,5 |
| 3-5 | 20-80 | 0,5-1,8 |
| 6-10 | 2-15 | 0,05-0,2 |
Таблица 8. Режимы закалки ТВЧ автомобильных деталей
| Детали | Марка стали | Глубина закалки, мм | Твердость поверхности, HRC | Закалочная среда | Рекомендуемые час-тоты, кГц |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Валы | 40 | 2,5 | 56 | Вода | 10 |
| Шлицевые валы малого диаметра | - | 1 – 2 | 60 | Вода | 10 |
| Рабочие части защелок, коромысел, клапанов, храповиков | - | 2 – 3 | 30 – 55 | Масло | 8 |
| Валы раздаточных коробок отбора мощности | - | 0,8 – 1,7 | 52 – 55 | Масло | 10 |
| Тонкие оси (штоки) амортизаторов | - | 4 | 56 – 58 | Масло | 10 |
| Червяки рулево- го управления | 45 | 1 – 1,2 (по зубу) | 58 – 60 | Масло | 10 – 7 |
| Окончание табл. 8 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Венец маховика | - | 2,5 – 3 | 50 – 55 | Масло | 10 – 7 |
| Золотники перепускные | - | 0,6 – 2,5 | 58 – 62 | Масло | 7 |
| Поршневые пальцы | 55 | - | 60 – 62 | Масло | 10 – 7 |
| Шаровые пальцы | 55 40Х | 2 – 2,5 | 56 | Масло | 10 – 7 |
| Цапфы картеров | 35Х | 2,3 – 3 | 56 – 58 | Масло | 10 |
| Зубчатые муфты и венец | 50ХМ | 1,5 | 58 – 62 | Эмульсия | 10 – 7 |
| Валы водяных насосов | ШХ15 | 1 | 58 | Вода | 10 |
| Торцы клапанов | Легирован- ные стали | 1 – 1,5 | 56 | Масло | 10 – 7 |
| Оси блока шестерен КПП | - | 1 – 3 | 60 – 65 | Вода | 8 |
| Крестовины карданного вала грузовых автомобилей | - | 1,5 | 52 – 62 | Вода | 2,4 |
| Крестовины карданного вала легкового автомобиля | - | 1 – 2,5 | 58 - 62 | Вода | 2,4 |
| Шестерни ведомые | - | 1 – 2,5 | 58 – 63 | Вода | 2,4 |
| Полуоси заднего моста грузового автомобиля | 47ГТ | 4 – 6 | 52 – 58 | Вода | 2,5 |
| Шлицевые втулки | 40Х | Сквозная | НВ255 - 302 | - | - |
| Картеры мостов автомобилей | 35 | 1,5 – 3,5 | 25 – 35 | Вода | 2,4 |
| Шейки цапф, балки картера | 17ГС | Сквозная | 28 | - | - |
| Вилки переклю- чения КПП | 20 | 0,3 – 0,5 | 56 – 62 | Вода | 8 |
| Валы (промежу- точные) КПП | 25ХГМ | - | 25 – 40 | Воздух | 8 |
| Шестерни веду- щие главной передачи заднего моста | 30ХГТ | - | 35 | Воздух | 8 |
Скорость охлаждения изделия напрямую зависит от выбранной охлаждающей среды. Охлаждающая среда должна обеспечивать скорость охлаждения в верхнем диапазоне температур выше критической скорости закалки, а в нижнем (в области мартенситных превращений) – по возможности меньшую скорость охлаждения, чтобы предотвратить коробление изделий и образование трещин.
В качестве закалочных сред для углеродистых сталей, имеющих высокую критическую скорость охлаждения, применяют воду и различные водные растворы, а для легированных сталей, имеющих небольшую критическую скорость охлаждения, используют масло и воздух (табл. 9).
Таблица 9. Скорости охлаждения (град/с) в различных охлаждающих средах
| Закаливающая среда | Интервал температур | |
| 650° - 550°С | 300° - 200°С | |
| Вода при температуре, °С: 20 30 50 75 | 600 500 100 30 | 270 270 250 200 |
| 10%-ный раствор поваренной соли при 18°С | 1100 | 300 |
| 10%-ный раствор соды при 18°С | 800 | 270 |
| Мыльная вода | 30 | 200 |
| Машинное масло | 150 | 30 |
| Трансформаторное масло | 120 | 25 |
| Спокойный воздух | 3 | 1 |
| Сжатый воздух | 30 | 10 |
2.6. Выбор технологического оборудования
К основному оборудованию термического участка относятся нагревательные печи, печи-ванны, установки для получения искусственных атмосфер, индукционные закалочные установки, закалочные баки, то есть оборудование, с помощью которого выполняют основные технологические операции.
К вспомогательному оборудованию относят грузоподъемные средства, приспособления для загрузки деталей, контрольно-измерительную аппаратуру и приборы, оборудование для очистки деталей и т.п.