Indukciós keményedési felületi folyamat

Indukciós keményedési felületi folyamatok

Mi az indukciós edzés?

Indukciós edzés a hőkezelés olyan formája, amelyben az indukciós mezőben elegendő széntartalmú fémrészt melegítenek, majd gyorsan lehűtenek. Ez mind az alkatrész keménységét, mind ridegségét növeli. Az indukciós fűtés lehetővé teszi az előre meghatározott hőmérsékletű lokalizált fűtést, és lehetővé teszi az edzés folyamatának pontos ellenőrzését. Így garantált a folyamat megismételhetősége. Általában az indukciós edzést olyan fémrészekre alkalmazzák, amelyeknek nagy felületi kopásállósággal kell rendelkezniük, ugyanakkor megtartják mechanikai tulajdonságukat. Az indukciós edzési folyamat elérése után a fém munkadarabot vízben, olajban vagy levegőben rendezni kell a felületi réteg specifikus tulajdonságainak elérése érdekében.

indukciós keményedési felületi folyamat

Indukciós edzés egy módszer a fémrész felületének gyors és szelektív keményítésére. Jelentős mértékű váltakozó áramot hordozó réztekercset helyeznek el az alkatrész közelében (nem érinti). Az örvényáram és a hiszterézis veszteségei révén a hő a felszínen és annak közelében keletkezik. A rendszerint vízbázisú, adalékanyaggal, például polimerrel végzett oltás az alkatrészre irányul, vagy az alá merül. Ez átalakítja a struktúrát martenzitté, ami sokkal nehezebb, mint a korábbi szerkezet.

Egy népszerű, modern típusú indukciós edzőberendezést szkennernek hívnak. A részt középpontok között tartják, elforgatják és egy progresszív tekercsen vezetik át, amely hőt és oltást is biztosít. A kioltás a tekercs alá irányul, így az alkatrész bármely adott területe a hevítést követően azonnal lehűl. Az energiaszintet, a várakozási időt, a beolvasási (előtolási) sebességet és egyéb folyamatváltozókat a számítógép pontosan vezérli.

A tokkeményedési eljárás a kopásállóság, a felületi keménység és a fáradtsági élettartam növelésére szolgál, edzett felületi réteg létrehozásával, miközben a mag mikrostruktúrája érintetlen marad.

Indukciós edzés a vaselemek mechanikai tulajdonságainak növelésére szolgál egy adott területen. Tipikus alkalmazások a hajtáslánc, a felfüggesztés, a motor alkatrészei és a sajtolás. Az indukciós edzés kiválóan alkalmas a garanciális igények / terepi hibák kijavítására. Az elsődleges előnyök az erősség, a fáradtság és a kopásállóság javulása egy lokalizált területen anélkül, hogy az alkatrészt újratervezni kellene.

Folyamatok és iparágak, amelyek profitálhatnak az indukciós edzésből:

  • Hőkezelés

  • Lánckeményedés

  • Cső- és csőkeményedés

  • Hajógyártás

  • légtér

  • Vasúti

  • Autóipari

  • Megújuló energiák

Az indukciós edzés előnyei:

Kedvelt azoknak az alkatrészeknek, amelyek nagy terhelésnek vannak kitéve. Az indukció nagy felületi keménységet kölcsönöz egy mély tokkal, amely rendkívül nagy terhelések kezelésére képes. A fáradtság erősségét növeli egy puha mag kialakulása, amelyet rendkívül kemény külső réteg vesz körül. Ezek a tulajdonságok kívánatosak azoknál az alkatrészeknél, amelyek torziós terhelést tapasztalnak, és olyan felületeknél, amelyek ütési erőket tapasztalnak. Az indukciós feldolgozást egyenként végezzük, lehetővé téve a részekről a részekre nagyon kiszámítható dimenziós mozgást.

  • A hőmérséklet és a keményedési mélység pontos szabályozása

  • Vezérelt és lokalizált fűtés

  • Könnyen integrálható a gyártósorokba

  • Gyors és megismételhető folyamat

  • Minden munkadarabot meg lehet keményíteni pontos optimalizált paraméterekkel

  • Energiatakarékos folyamat

Indukcióval edzhető acél és rozsdamentes acél alkatrészek:

Rögzítők, karimák, fogaskerekek, csapágyak, csövek, belső és külső futóművek, főtengelyek, vezérműtengelyek, kengyelek, hajtótengelyek, kimenő tengelyek, orsók, torziós rudak, forgó gyűrűk, huzal, szelepek, kőzetfúrók stb.

Fokozott kopásállóság

Közvetlen összefüggés van a keménység és a kopásállóság között. Az alkatrészek kopásállósága jelentősen megnő az indukciós edzéssel, feltételezve, hogy az anyag kezdeti állapotát vagy lágyították, vagy lágyabb állapotban kezelték.

Megnövekedett erő és fáradtsági élettartam a puha mag és a maradék nyomó stressz miatt a felületen

A nyomófeszültség (amelyet általában pozitív tulajdonságnak tekintenek) annak az eredménye, hogy a felület közelében lévő edzett szerkezet kissé nagyobb térfogatot foglal el, mint a mag és a korábbi szerkezet.

Az alkatrészeket utána le lehet temperálni Indukciós edzés a keménység szintjének kívánt beállításához

Mint minden martenzites szerkezetet előállító eljárásnál, a temperálás is csökkenti a keménységet, miközben csökkenti a ridegséget.

Mély tok kemény maggal

A tipikus esetmélység .030 ”- .120”, ami átlagosan mélyebb, mint a kritikus hőmérsékleten végzett olyan folyamatok, mint a karburálás, a karbonitridálás és a nitridálás különféle formái. Bizonyos projekteknél, például tengelyeknél, vagy olyan alkatrészeknél, amelyek még sok anyag kopása után is hasznosak, a tok mélysége legfeljebb ½ hüvelyk lehet.

Szelektív keményedési folyamat maszkolás nélkül

Az utóhegesztéssel vagy utómunkálatokkal ellátott területek puhák maradnak - nagyon kevés más hőkezelési folyamat képes erre.

Viszonylag minimális torzulás

Példa: 1 ”Ø x 40” hosszú tengely, amelynek két egyenletesen elosztott csapja van, mindegyik 2 ”hosszúságú terhelés és kopásállóság támogatására szorul. Az indukciós edzést csak ezeken a felületeken hajtják végre, összesen 4 hüvelyk hosszúsággal. Hagyományos módszerrel (vagy ha az indukció a teljes hosszúságot megkeményíti), lényegesen nagyobb a deformáció.

Lehetővé teszi az olcsó acélok, például az 1045 használatát

A legnépszerűbb acél, amelyet az indukciós edzéshez használt alkatrészeknél használnak, az 1045. Könnyen megmunkálható, alacsony költségű, és a névleges 0.45% -os széntartalom miatt indukcióval edzett lehet 58 HRC + -ra. A kezelés során viszonylag alacsony a repedés veszélye is. További népszerű anyagok ehhez a folyamathoz: 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 és különféle öntöttvasak.

Az indukciós keményedés korlátai

Indukciós tekercsre és szerszámra van szükség, amely az alkatrész geometriájához kapcsolódik

Mivel a tekercs közötti kapcsolási távolság kritikus a fűtési hatékonyság szempontjából, gondosan meg kell választani a tekercs méretét és kontúrját. Míg a legtöbb kezelőknek van egy alap tekercsének arzenálja a kerek formák, például tengelyek, csapok, hengerek stb. Melegítésére, egyes projektekhez egyedi tekercsre lehet szükség, amely néha több ezer dollárba kerül. Közepes és nagy volumenű projekteknél az egy részre eső csökkentett kezelési költség előnye könnyen ellensúlyozhatja a tekercs költségeit. Más esetekben a folyamat mérnöki előnyei meghaladhatják a költségekkel kapcsolatos aggályokat. Egyébként kis volumenű projekteknél a tekercs és a szerszámköltség általában nem teszi lehetővé a folyamatot, ha új tekercset kell építeni. Az alkatrészt a kezelés során valamilyen módon támogatni kell. A központok közötti futás népszerű módszer a tengely típusú alkatrészeknél, de sok más esetben egyedi szerszámokat kell alkalmazni.

Nagyobb a repedés valószínűsége a legtöbb hőkezelési folyamathoz képest

Ennek oka a gyors felmelegedés és a kioltás, valamint az a hajlam, hogy forró pontokat hozzon létre olyan jellemzőknél / éleknél, mint: hornyok, hornyok, keresztfuratok, szálak.

Torzítás indukciós edzéssel

A torzítási szintek általában gyorsabbak, mint az ion vagy gáz nitridálása, a gyors hő / oltás és az ebből következő martenzites átalakulás miatt. Ennek ellenére az indukciós edzés kevesebb torzulást okozhat, mint a hagyományos hőkezelés, különösen akkor, ha csak egy kiválasztott területen alkalmazzák.

Anyagkorlátozások indukciós edzéssel

Mivel a indukciós edzési folyamat általában nem jár szén vagy más elemek diffúziójával, az anyagnak elegendő szenet kell tartalmaznia más elemekkel együtt ahhoz, hogy keményedést biztosítson, amely támogatja a martenzites átalakulást a kívánt keménységig. Ez általában azt jelenti, hogy a szén 0.40% + tartományban van, és 56-65 HRC keménységet eredményez. Az alacsony szén-dioxid-tartalmú anyagok, például a 8620, felhasználhatók az elérhető keménység csökkenésével (ebben az esetben 40-45 HRC). Az olyan acélokat, mint az 1008, 1010, 12L14, 1117, általában nem használják az elérhető keménység korlátozott növekedése miatt.

Indukciós keményedési felületi folyamat részletei

Indukciós edzés az acél és más ötvözött alkatrészek felületi edzésére használt eljárás. A hőkezelésre szánt részeket egy réztekercs belsejébe helyezzük, majd átalakító hőmérséklete fölé melegítjük, a váltakozó áramot a tekercsre vezetve. A tekercsben lévő váltakozó áram váltakozó mágneses teret indukál a munkadarabon belül, ami az alkatrész külső felülete az átalakulási tartomány feletti hőmérsékletre hevül.

Az alkotórészeket váltakozó mágneses tér segítségével az átalakulási tartományon belül vagy annál magasabb hőmérsékletre melegítik, majd azonnali kioltást végeznek. Ez egy elektromágneses folyamat, amelyet réz induktor tekercs segítségével hajtanak be, és amely egy adott frekvencián és teljesítményszinten táplál áramot.