Поверхностная закалка: 
упрочнение внешних слоев металла

Поверхностная закалка металла - способ упрочить его верхний слой путем локального нагрева поверхности до критической температуры с последующим быстрым охлаждением. Этот процесс изменяет структуру металла на микроскопическом уровне: образуются более твердые и прочные фазы, такие как мартенсит. Целями процедуры могут быть: 

• увеличение твердости и износостойкости работающих поверхностей, что особенно важно для деталей, подверженных интенсивному трению;
• повышение прочностных характеристик, в результате которого детали становятся более устойчивыми к динамическим и ударным нагрузкам;
• создание поверхностных слоев с особыми свойствами, например, с увеличенной коррозионной стойкостью;
• экономия ресурсов и средств. Срок эксплуатации закаленных деталей увеличивается, им реже требуются ремонт и замена.

Таким образом, поверхностная закалка стали помогает улучшить эксплуатационные свойства изделий. Особенно в условиях высоких механических и физических нагрузок, а также в сферах, где требуется бесперебойность в работе механизмов.

Виды поверхностной закалки металла

Методы закалки подбирают в каждом конкретном случае, исходя из требований к детали и из специфики ее материала. К самым распространенным способам обработки относятся: 

• индукционная закалка - процесс, при котором нагрев металла происходит под воздействием индукционных токов. Его основные преимущества - высокая скорость и возможность локальной обработки;
• лазерная закалка. Использует для нагрева поверхности металла лазер. Отличается высокой точностью и контролем зон, позволяет обрабатывать мелкие и сложные детали;
• пламенная закалка поверхностного слоя - обработка поверхности с помощью газового пламени. Подходит для крупных изделий и поверхностей с большой площадью;
• электронно-лучевая закалка. Применяет для мгновенного нагрева высокоэнергетический электронный луч. Обеспечивает точность управления процессом;
• химико-термическая обработка (цементация, азотирование). В отличие от предыдущих методов включает как нагрев, так и насыщение поверхностного слоя металла химическими элементами (например, углеродом или азотом).

Каждый из этих способов имеет свои особенности применения. Например, индукционный и лазерный чаще используют для точечного упрочнения мелких деталей и участков, требующих особой износостойкости, а пламенный и электронно-лучевой работают “по-крупному”.

Пошаговый процесс
поверхностной закалки стали

Поверхностная закалка, цена на которую очень доступна по сравнению со многими другими видами термообработки, включает подготовительные и практические этапы. На первом обрабатываемую поверхность очищают от грязи, масла, ржавчины и других “излишеств”, чтобы предотвратить дефекты процесса. Специалисты внимательно изучают ее на предмет повреждений или изъянов, которые тоже могут ухудшить результаты.

Для минимизации термического шока и равномерного распределения температуры по всей поверхности детали ее предварительно подогревают. Но такое медленное “томление” требуется далеко не всегда. Затем осуществляют нагрев до температуры аустенитизации. Контроль времени и термического эффекта гарантирует достаточно быстрое проникновение тепла и образование нужной микроструктуры.

Под быстрым охлаждением в процессе поверхностной закалки металла подразумевается погружение или обдувание детали в/через среду для охлаждения (вода, масло, воздух, растворы солей и т.д.), выбранную с учетом материала и требуемых свойств. Эту операцию тоже проводят под контролем скорости.

Опять же по необходимости деталям может потребоваться отпуск: повторный нагрев до температуры ниже критической. Он помогает снизить внутренние напряжения, увеличить вязкость и пластичность. Закаленным деталям обычно требуется и механическая обработка: для корректировки формы и для шлифовки поверхностей. 

Значение закалки поверхностного слоя 
для разных деталей

Большинство деталей хорошо переносит поверхностную закалку стали, а некоторым металлоизделиям она просто необходима. К ним относятся:

• зубчатые колеса и шестерни, особенно использующиеся в трансмиссиях, где на них действуют значительные циклические нагрузки;
• коленчатые валы и распределительные валы - элементы двигателя, которые подвергаются значительным ударным и переменным нагрузкам;
• направляющие и скользящие рельсы для высокоточного оборудования, где необходим минимальный износ деталей при длительной работе;
• валы и оси разного оборудования, выдерживающие динамические и статические “катаклизмы”;
• режущий инструмент (например, сверла и фрезы). Закалка поверхностного слоя значительно увеличивает производительность и срок службы этих изделий;
• подшипники и компоненты подшипников, работающие в условиях высоких скоростей;
• пружины, в том числе листовые и спиральные. Для них важна устойчивость к усталостным нагрузкам и к потере упругих свойств.
  
  

Сколько стоит поверхностная закалка металла?

Стоимость этой термической обработки рассчитывается на основе нескольких факторов. Один из ключевых - материал. Разные типы сталей требуют “своих” условий, поэтому их закалка может быть более или менее энергозатратной. 

Могут потребовать дополнительных расходов и большие, а также сложные по форме изделия: из-за трудоемкости их нагрева и охлаждения. Чем более глубокую закалку необходимо провести, тем больше времени и ресурсов может потребоваться на процесс.

Как и для других видов металлообработки, для поверхностной закалки цена определяется количеством изделий в партии. Стоимость трудов, вложенных в одну деталь, выше в расчете на штуку. А чем крупнее партия, тем дешевле каждая закаленная единица. Наконец, при оценке проекта исполнитель учитывает необходимость дополнительной обработки: очистки, шлифовки или отпуска.

Участники нашего проекта не только оказывают эту услугу профессионально, но и объективно подходят к вопросам ценообразования. А значит, стоимость обработки будет рассчитана для вас максимально прозрачно и корректно. Ждем ваших заказов! 

Тип закалки			Стоимость, руб./кв.см
Индукционная			от 50
Газопламенная			от 30
Электроискровая			от 100
Плазменная			от 70
Лазерная			от 100
Электронно-лучевая			от 200