Закалка с индукционным нагревом током высокой частоты (закалка ТВЧ) – операция, при которой нагрев детали осуществляется с помощью индуктора. Переменный ток высокой частоты, протекая по индуктору, создает переменное магнитное поле. В результате в поверхностном слое детали возникают вихревые токи и выделяется джоулево тепло. Происходит быстрый нагрев поверхности до температуры закалки.

Охлаждение нагретой для закалки детали производится либо в баке (с водой, эмульсией или маслом), либо душевым устройством – спрейером. Глубина закаленного слоя, в зависимости от условий работы детали, – 1,5 – 4,0 мм. После закалки ТВЧ деталь подвергают низкому отпуску, или самоотпуску.

Поверхностную индукционную закалку применяют для углеродистых сталей (0,4 – 1 % углерода) и легированных сталей. После закалки ТВЧ твердость поверхности на две – три единицы HRC выше, чем после обычной закалки, а действительное зерно более мелкое (10-й – 12-й балл). Сопротивление усталостному разрушению повышается в 1,5 – 2 раза.

Индукционный нагрев позволяет сократить длительность термической обработки и повысить производительность труда, получить поверхность без окалины, уменьшить деформацию и коробление деталей при закалке.

Установка для закалки с нагревом ТВЧ состоит из генератора тока высокой частоты, конденсаторной батареи, трансформатора, индуктора, приспособления для охлаждения (спрейера) и оснастки для позиционирования и вращения детали. Основные параметры процесса: температура, скорость, глубина нагрева.

Закалка ТВЧ создает условия для полной механизации и автоматизации, обеспечивает термообработку в поточной линии без разрыва технологического процесса. Особенно эффективен этот метод для серийного и массового производства. Преимущества высокочастотной закалки:

— высокая производительность;

— повышение износостойкости и циклической прочности;

— отсутствие обезуглероживания поверхности;

— незначительное окисление поверхности;

— малое коробление детали (деформация);

— точная регулировка глубины закаленного слоя;

— возможность автоматизации и организации поточных линий;

— возможность замены легированных сталей углеродистыми;

— при высокочастотном нагреве теплота генерируется в самом металле детали и не зависит от внешнего источника тепла, что обеспечивает очень быстрый нагрев.

Закалка с индукционным нагревом широко применяется во всех отраслях промышленности для упрочнения коленчатых и шлицевых валов, распределительных валиков, зубьев крупных шестерен, тормозных шкивов, шпинделей, борштанг и других деталей.