Selecting the induction heating for normalization of deposited surfaces of cylindrical parts

Authors

  • O. V. Berezshnaya Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.34.2017.106043

Keywords:

induction heating, surfacing, surface reconstruction

Abstract

The machine parts recovered by electric contact surfacing with metal strip are characterized by high loading of the surface layer, which has a significant impact on their performance. Therefore, the improvement of the operational stability of fast-wearing machine parts through the use of combined treatment technologies is required. Not all the work-piece but just the worn zones are subjected to recovery with electric contact surfacing; the tape thickness and depth of the heat affected zone being not more than a few millimeters. Therefore, the most optimal in this case is the use of a local surface heating method of high frequency currents. This method has economical benefits because there is no need to heat the entire work-piece. The induction heating mode at a constant power density has been proposed and analytically investigated. The ratios that make it possible to determine the main heating parameters ensuring calculation of the inductor for the normalization of the reconstructed surface of cylindrical parts have been given. These parameters are: specific power, frequency and warm-up time. The proposed induction heating mode is intermediate between the quenching and cross-cutting heating and makes it possible to simultaneously obtain the required temperatures at the surface and at the predetermined depth of the heated layer of cylindrical parts with the normalization of their surfaces restored with electric contact surfacing

Author Biography

O. V. Berezshnaya, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk

Кандидат технических наук, доцент

References

Список использованных источников (ГОСТ):

Сабиров О.Н. Исследование свойств наплавленного антифрикционного сплава / О.Н. Сабиров, Г.Г. Онищенко, А.А. Слободяник // Труды Одесского политехнического университета. – 2003. – Вып. 1 (19). – С. 8-11.

Фархшатов М.Н. Определение остаточных напряжений покрытий, нанесенных электроконтактной приваркой ленты из коррозионностойких сталей / М.Н. Фархшатов // Вестник ОГУ, Башкирский государственный аграрный университет. – 2006. – № 9. – Ч. 2. – С. 349-352.

Бережная Е.В. Исследование влияния комбинированной термомеханической обработки на физико-механические характеристики покрытия / Е.В. Бережная, А.В. Лапченко, М.А. Турчанин // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. Збірник наукових праць. – Краматорськ, ДДМА. – 2016. – № 38. – С. 125-131.

Слухоцкий А.Е. Индукторы для индукционного нагрева / А.Е. Слухоцкий, С.Е. Рыскин. – Л. : Энергия, 1974. – 264 с.

Бережная Е.В. Тепловое состояние режущего инструмента в зоне восстановительной электроконтактной наплавки / Е.В. Бережная // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем : Зб. наук. пр. – Краматорськ, ДДМА. – 2014. – № 34. – С. 197-200.

Бережная Е.В. К расчету температурного поля при электроконтактной наплавке многослойных покрытий / Е.В. Бережная // Перспективные технологии, материалы и оборудование в литейном производстве: Материалы IV международной научно-технической конференции. – Краматорск : ДГМА, 2013. – С. 31.

Головин Г.Ф. Высокочастотная термическая обработка / Г.Ф. Головин, М.М. Замят-нин. – М. : Машиностроение, 1990. – 239 с.

Васильев А.C. Высокоинтенсивный индукционный нагрев / А.С. Васильев, В.В. Царев-ский // Электричество. – 2001. – № 12. – С. 37-43.

Бабей Ю.И. Поверхностное упрочнение металлов / Ю.И. Бабей, Б.И. Бутаков, В.Г. Сысоев. – К. : Наукова думка, 1995. – 256 с.

Биндин В.М. Индукционный нагрев при производстве особо чистых материалов / В.М. Биндин, В.И. Добровольская, Д.Г. Ратников. – Л. : Машиностроение, 1980. – 65 с.

Кассов В.Д. Теплотехнический расчет индукторов для нагрева перемещающихся цилиндрических заготовок / В.Д. Кассов, А.В. Жартовский, А.Н. Белозерцев // Вестник Донбасской государственной машиностроительной академии. – 2007. – № 2Е (10). – С. 99-105.

Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. – М. : Высшая школа, 1967. – 599 с.

Янке Е. Специальные функции / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Лёш // М. : Наука, 1977. – 344 с.

References:

Sabirov O.N., Onischenko G.G., Slobodyanik A.A. Issledovanie svoystv naplavlennogo antifriktsionnogo splava [Investigation of properties of a surfaced antifriction alloy]. Odes’kyi Polytechnichnyi Universitet. Pratsi – Labours of the Odessa Polytechnic University, 2003, no. 1 (19), pp. 8-11. (Rus.)

Farhshatov M.N. Opredelenie ostatochnyih napryazheniy pokryitiy, nanesennyih elektrokontaktnoy privarkoy lentyi iz korrozionno-stoykih staley [Detrmination of resting potential of coverings applied with electrocontact welding of band out of corrodent-stable steel]. Vestnik Bashkirskogo universiteta – Bulletin of Bashkir University, 2006, no. 9, vol. 2, pp. 349-352. Available at: http://www.osu.ru/doc/1026/author/4713/lang/1. (Rus.)

Berezshnaya E.V., Lapchenko A.V., Turchanin M.A. Issledovanie vliyaniya kombinirovannoy termomehanicheskoy obrabotki na fiziko-mehanicheskie harakteristiki pokryitiya [Investigation of combined thermomechanical treatment effect on the physical and mechanical characteristics of the metal coating]. Nadiynist Instrumentu ta optimizatsiya tehnologichnih system: zbirnik naukovih prats – Reliability of the tool and optimisation of technological systems: collection of science works, 2016, no. 38, pp. 125-131. (Rus.)

Sluhotskiy A.E., Ryiskin S.E. Induktoryi dlya induktsionnogo nagreva [Inductors for induction heating]. Leningrad, Energiya Publ., 1974. 264 p. (Rus.)

Berezhnaya E.V. Teplovoe sostoyanie rezhuschego instrumenta v zone vosstanovitelnoy elektrokontaktnoy naplavki [Thermal state of the cutting tool in the zone of reducing electrocontact surfacing] Nadiynist Instrumentu ta optimizatsiya tehnologichnih sistem: zbirnik naukovih prats – Reliability of the tool and optimisation of technological systems: collection of science works, 2014, no. 34, pp. 197-200. (Rus.)

Berezhnaya E.V. K raschetu temperaturnogo polya pri elektrokontaktnoy naplavke mnogosloynyih pokryitiy. Materialyi IV Mezhd. nauk.-tehn. konf. «Perspektivnyie tehnologii, materialyi i oborudovanie v liteynom proizvodstve» [The calculation of the temperature field in the electrocontact surfacing of multilayer coatings. Materials of the IVth Int. sci.-tech. conf. «Perspective technologies, materials and equipment in foundry»]. Kramatorsk, 2013, p. 31. (Rus.)

Golovin G.F., Zamyatnin M.M. Vyisokochastotnaya termicheskaya obrabotka [High-frequency heat treatment]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1990. 239 p. (Rus.)

Vasilev A.C., Tsarevskiy V.V. Vyisokointensivnyiy induktsionnyiy nagrev [High-intensity induction heating]. Elektrichestvo – Electricity, 2001, no. 12, pp. 37-43. (Rus.)

Babey Yu.I., Butakov B.I., Syisoev V.G. Poverhnostnoe uprochnenie metallov [Surface hardening of metals]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1995. 256 p. (Rus.)

Bindin V.M., Dobrovolskaya V.I., Ratnikov D.G. Indukcionniy nagrev pri proizvodstve osobo chistih materialov [Induction heating for the production of extremely pure materials]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1980. 65 p. (Rus.)

Kassov V.D., Zhartovskiy A.V., Belozertsev A.N. Teplotehnicheskiy raschet induktorov dlya nagreva peremeschayuschihsya tsi-lindricheskih zagotovok [Thermotechnical calculation of inductors for heating of moving cylindrical billets]. Vestnik Donbasskoy gosudarstvennoy mashinostroitelnoy akademii – Herald of DSEA, 2007, no. 2E (10), pp. 99-105. (Rus.)

Lyikov A.V. Teoriya teploprovodnosti [Theory of heat conduction]. Moscow, Vyisshaya shkola Publ., 1967. 599 p. (Rus.)

Yanke E., Emde F., Lyosh F. Spetsialnyie funktsii [Special functions]. Moscow, Nauka Publ., 1977. 344 p. (Rus.)

How to Cite

Berezshnaya, O. V. (2017). Selecting the induction heating for normalization of deposited surfaces of cylindrical parts. Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences, (34), 73–80. https://doi.org/10.31498/2225-6733.34.2017.106043