Процес индукционог очвршћавања површине

Апликатори за површинско индукционо каљење

Шта је индукционо очвршћавање?

Индуцтион харденинг је облик топлотне обраде у коме се метални део са довољним садржајем угљеника загрева у индукционом пољу и затим брзо хлади. Ово повећава и тврдоћу и ломљивост дела. Индукционо грејање вам омогућава локализовано грејање на унапред одређену температуру и омогућава вам прецизно управљање поступком очвршћавања. Тиме је загарантована поновљивост процеса. Обично се индукционо очвршћавање примењује на металним деловима који морају да имају велику површинску отпорност на хабање, а да истовремено задрже своја механичка својства. Након постизања поступка индукционог очвршћавања, метални обрадак мора бити угашен у води, уљу или ваздуху да би се добила специфична својства површинског слоја.

индукционо очвршћавање површинских процеса

Индуцтион харденинг је метода брзог и селективног очвршћавања површине металног дела. Бакарни калем који носи значајан ниво наизменичне струје постављен је близу (не додирујући) дела. Топлота се ствара на и близу површине вртложним струјама и губицима у хистерези. Гашење, обично на бази воде са додатком као што је полимер, усмерено је на део или је потопљено. Ово трансформише структуру у мартензит, што је много теже од претходне структуре.

Популарни, модерни тип опреме за индукционо очвршћавање назива се скенер. Део се држи између центара, ротира се и пролази кроз прогресивни намотај који пружа и топлоту и гашење. Гашење је усмерено испод калема, тако да се било које дато подручје брзо хлади непосредно након загревања. Рачуном прецизно контролише ниво снаге, време задржавања, брзину скенирања (додавања) и друге процесне променљиве.

Поступак очвршћавања кућишта који се користи за повећање отпорности на хабање, површинске тврдоће и трајања замора стварањем очврслог површинског слоја уз одржавање непромењене микроструктуре језгра.

Индуцтион харденинг користи се за повећање механичких својстава жељезних компонената у одређеном подручју. Типичне примене су погонски систем, вешање, делови мотора и жигосање. Индукционо очвршћавање је изврсно у поправљању гаранцијских захтева / кварова на терену. Примарне предности су побољшање снаге, умора и отпорности на хабање у локализованом подручју без потребе за редизајном компоненте.

Процеси и индустрије који могу имати користи од индукционог очвршћавања:

  • Термичка обрада

  • Отврдњавање ланца

  • Учвршћивање цеви и цеви

  • Бродоградња

  • ваздушно-космички простор

  • Железница

  • аутомобилски

  • Обновљиве енергије

Предности индукционог очвршћавања:

Фаворизовано за компоненте које су изложене великом оптерећењу. Индукција даје високу површинску тврдоћу са дубоким кућиштем способним да поднесе изузетно велика оптерећења. Чврстоћа на замор повећава се развојем меког језгра окруженог изузетно жилавим спољним слојем. Ова својства су пожељна за делове који трпе торзијско оптерећење и површине које имају силе удара. Индукцијска обрада се изводи један по један део омогућавајући врло предвидиво кретање димензија од дела до дела.

  • Прецизна контрола температуре и дубине очвршћавања

  • Контролисано и локализовано грејање

  • Лако се интегрише у производне линије

  • Брз и поновљив процес

  • Сваки обрадак се може очврснути прецизно оптимизованим параметрима

  • Енергетски ефикасан процес

Делови од челика и нерђајућег челика који се индукционо очвршћују:

Причвршћивачи, прирубнице, зупчаници, лежајеви, цев, унутрашње и спољне расе, радилице, брегасте осовине, јарми, погонске осовине, излазне осовине, вретена, торзионе шипке, окретни прстенови, жица, вентили, бушилице за стене итд.

Повећана отпорност на хабање

Постоји директна корелација између тврдоће и отпорности на хабање. Отпорност на хабање дела значајно се повећава индукционим очвршћавањем, под претпоставком да је почетно стање материјала било жарено или третирано у мекше стање.

Повећана чврстоћа и животни век због умора због меког језгра и заосталог притисног напрезања на површини

Притисак под притиском (који се обично сматра позитивним атрибутом) резултат је очврсле структуре у близини површине која заузима нешто већу запремину од језгре и претходне структуре.

Дијелови се могу темперирати након Индуцтион Харденинг за подешавање нивоа тврдоће, по жељи

Као и код било ког поступка који производи мартензитну структуру, каљење ће смањити тврдоћу, а истовремено смањити крхкост.

Дееп Цасе са жилавим језгром

Типична дубина случаја је 030 ”- .120”, што је у просеку дубље од процеса као што су карбурирање, карбонитрирање и различити облици нитрирања изведени на подкритичним температурама. За одређене пројекте као што су осовине или делови који су још увек корисни чак и након што се пуно материјала истроши, дубина кућишта може бити до ½ инча или већа.

Процес селективног очвршћавања без маскирања

Подручја са накнадним заваривањем или после машинске обраде остају мекана - врло мало других поступака топлотне обраде може то да постигне.

Релативно минимално изобличење

Пример: осовина дужине 1 ”Ø к 40”, која има два равномерно распоређена рукавца, сваки дужине 2 ”, који захтевају потпору оптерећења и отпорности на хабање. Индукционо очвршћавање врши се управо на овим површинама, укупне дужине 4 ”. Конвенционалном методом (или ако бисмо индукцију учврстили целом дужином у том погледу), дошло би до знатно већег искривљења.

Омогућава употребу јефтиних челика као што је 1045

Најпопуларнији челик који се користи за делове који се индукционо очвршћују је 1045. Лако се обрађује, јефтино, а због садржаја угљеника од 0.45% номинално, може бити индукционо очврснут на 58 ХРЦ + Такође има релативно низак ризик од пуцања током лечења. Остали популарни материјали за овај поступак су 1141/1144, 4140, 4340, ЕТД150 и разни ливени гвожђе.

Ограничења индукционог каљења

Захтева индукциону завојницу и алат који се односи на геометрију дела

Будући да је растојање споја од завојнице пресудно за ефикасност грејања, величина и контура завојнице морају бити пажљиво одабрани. Иако већина обрађивача има арсенал основних намотаја за загревање округлих облика као што су осовине, игле, ваљци итд., Неки пројекти могу захтевати прилагођену завојницу, која понекад кошта хиљаде долара. На пројектима средњег и великог обима, корист од смањених трошкова третмана по делу лако може надокнадити трошкове намотаја. У другим случајевима, инжењерске користи процеса могу надмашити забринутост око трошкова. Иначе, за пројекте мале запремине трошак завојнице и алата поступак обично чини непрактичним ако се мора направити нова завојница. Део такође мора бити на неки начин подупрт током лечења. Вођење између центара је популарна метода за делове вратила, али у многим другим случајевима мора се користити прилагођени алат.

Већа вероватноћа пуцања у поређењу са већином процеса топлотне обраде

То је због брзог загревања и гашења, као и тенденције стварања жаришта на карактеристикама / ивицама као што су: рупе за кључеве, жлебови, попречне рупе, навоји.

Искривљење са индукционим очвршћавањем

Нивои изобличења имају тенденцију да буду већи од процеса као што је нитрирање јона или гаса, услед брзе топлоте / гашења и резултујуће мартензитне трансформације. То је речено, индукционо очвршћавање може произвести мање изобличења од конвенционалне термичке обраде, посебно када се примењује само на одабрано подручје.

Ограничења материјала са индукционим каљењем

Пошто процес индукционог каљења обично не укључује дифузију угљеника или других елемената, материјал мора садржавати довољно угљеника заједно са осталим елементима да обезбеди каљеност која подржава мартензитну трансформацију до жељеног нивоа тврдоће. То обично значи да је угљеник у опсегу од 0.40% +, што ствара тврдоћу од 56 - 65 ХРЦ. Материјали са нижим угљеником као што је 8620 могу се користити са резултујућим смањењем тврдоће која се може постићи (у овом случају 40-45 ХРЦ). Челици попут 1008, 1010, 12Л14, 1117 се обично не користе због ограниченог повећања тврдоће која се може постићи.

Детаљи процеса индукционог каљења

Индуцтион харденинг је поступак који се користи за површинско каљење челика и других компонената од легура. Делови који се термички обрађују смештају се у бакарни калем и затим загревају изнад њихове температуре трансформације применом наизменичне струје на калем. Наизменична струја у калему индукује наизменично магнетно поље унутар радног предмета због чега се спољна површина дела загрева на температуру изнад опсега трансформације.

Компоненте се загревају помоћу наизменичног магнетног поља на температуру унутар или изнад подручја трансформације, праћено тренутним гашењем. То је електромагнетни процес помоћу бакарне индуктивне завојнице која се напаја струјом на одређеној фреквенцији и нивоу снаге.