Induktsiooni karastamine

Induktsiooni karastamine Pinnaprotsesside rakendused

Mis on induktsioonkõvenemine?

Induktsiooni kõvenemine on kuumtöötluse vorm, kus piisava süsinikusisaldusega metallosa kuumutatakse induktsiooniväljas ja jahutatakse seejärel kiiresti. See suurendab detaili kõvadust ja rabedust. Induktsioonkuumutamine võimaldab teil lokaliseeritud kuumutamist eelnevalt kindlaksmääratud temperatuurini ja võimaldab täpselt kontrollida kõvenemisprotsessi. Seega on tagatud protsessi korratavus. Tavaliselt rakendatakse induktsioonkõvastumist metallosadele, millel peab olema suur pinna kulumiskindlus, säilitades samal ajal nende mehaanilised omadused. Pärast induktsioonkõvastumisprotsessi saavutamist tuleb metallist toorik jahutada veega, õli või õhuga, et saada pinnakihi spetsiifilised omadused.

induktsioonkõvenemise pinnaprotsess

Induktsiooni kõvenemine on meetod metallosa pinna kiireks ja valikuliseks karastamiseks. Märkimisväärsel tasemel vahelduvvoolu kandev vasemähis asetatakse detaili lähedale (ei puuduta). Soojus tekib pinnal ja selle lähedal pöörisvoolu ja hüstereesi kadude tõttu. Jahutus, tavaliselt veepõhine lisandi, näiteks polümeeriga, on suunatud osale või see on sukeldatud. See muudab struktuuri martensiidiks, mis on palju raskem kui eelnev struktuur.

Populaarset, kaasaegset tüüpi induktsioonkõvendusseadmeid nimetatakse skanneriks. Osa hoitakse tsentrite vahel, pööratakse ja juhitakse läbi progressiivse mähise, mis tagab nii kuumuse kui ka kustutuse. Kustutus on suunatud mähise alla, nii et osa mis tahes antud ala jahutatakse kohe pärast kuumutamist. Võimsuse taset, ooteaega, skaneerimise (etteande) kiirust ja muid protsessimuutujaid juhib arvuti täpselt.

Korpuse karastamisprotsess, mida kasutatakse kulumiskindluse, pinna kõvaduse ja väsimuse suurendamiseks karastatud pinnakihi loomise abil, säilitades samas südamiku mikrostruktuuri.

Induktsiooni kõvenemine kasutatakse raudkomponentide mehaaniliste omaduste suurendamiseks konkreetses piirkonnas. Tüüpilised rakendused on jõuülekanne, vedrustus, mootori komponendid ja stantsimine. Induktsioonkõvenemine sobib suurepäraselt garantiinõuete / välirikete parandamiseks. Peamised eelised on tugevuse, väsimuse ja kulumiskindluse parandamine lokaliseeritud piirkonnas, ilma et peaksite komponenti ümber kujundama.

Protsessid ja tööstusharud, mis saavad induktsioonkõvastumisest kasu:

  • Kuumtöötlus

  • Keti kõvenemine

  • Torude ja torude karastamine

  • Laevaehitus

  • Aerospace

  • Raudtee

  • Automotive

  • Taastuvad energiad

Induktsiooni karastamise eelised:

Eelistatud komponentidele, mida koormatakse palju. Induktsioon annab suure pinna kõvaduse sügava korpusega, mis on võimeline ülisuure koormusega toime tulema. Väsimustugevust suurendab pehme südamiku väljaarendamine, mida ümbritseb eriti karm väliskiht. Need omadused on soovitavad osadele, millel on torsioonkoormus, ja pindadele, millel on löögijõud. Induktsioonitöötlus viiakse läbi üks osa korraga, võimaldades mõõtmete väga etteaimatavat liikumist osast teise.

  • Temperatuuri ja karastussügavuse täpne kontroll

  • Kontrollitud ja lokaliseeritud küte

  • Kergesti integreeritav tootmisliinidesse

  • Kiire ja korratav protsess

  • Iga toorikut saab karastada täpsete optimeeritud parameetrite abil

  • Energiasäästlik protsess

Induktsiooniga karastatud terasest ja roostevabast terasest komponendid:

Kinnitusdetailid, äärikud, hammasrattad, laagrid, torud, sisemised ja välimised rattad, väntvõllid, nukkvõllid, ikke, veovõllid, väljundvõllid, spindlid, torsioonvardad, pöördrõngad, traat, ventiilid, kivipuururid jne.

Suurenenud kulumiskindlus

Kõvaduse ja kulumiskindluse vahel on otsene seos. Osa kulumiskindlus suureneb induktsioonkõvenemisel märkimisväärselt, eeldades, et materjali algolek on kas lõõmutatud või töödeldud pehmemaks.

Suurenenud tugevus ja väsimus elu tänu pehmele südamikule ja pinnale jäävale survestavale pingele

Survetugevus (tavaliselt peetakse seda positiivseks omaduseks) tuleneb karastatud struktuurist pinna lähedal, mis võtab veidi rohkem ruumi kui südamik ja eelnev struktuur.

Pärast võib osi karastada Induktsiooni karastamine vastavalt soovile kõvaduse taseme reguleerimiseks

Nagu kõigi martensiitstruktuuri tootvate protsesside puhul, vähendab karastamine kõvadust, vähendades samal ajal rabedust.

Karm südamikuga sügav korpus

Tüüpiline juhtumi sügavus on .030 ”- .120”, mis on keskmiselt sügavam kui kriitilistel temperatuuridel läbi viidud protsessid nagu karbureerimine, süsinikdioksiidi eraldamine ja mitmesugused nitriseerimise vormid. Teatud projektide, näiteks telgede või osade puhul, mis on kasulikud ka siis, kui palju materjale on kulunud, võib korpuse sügavus olla kuni ½ tolli või suurem.

Selektiivne karastamisprotsess, mida pole vaja maskeerida

Keevitamise või järeltöötlusega alad jäävad pehmeks - seda suudavad saavutada väga vähesed muud kuumtöötlusprotsessid.

Suhteliselt minimaalne moonutus

Näide: 1 ”Ø x 40” pikkune võll, millel on kaks ühtlaselt asetsevat tihvti, millest igaüks vajab 2 ”pikkust koormust ja kulumiskindlust. Induktsioonkõvenemine viiakse läbi just nendel pindadel, kokku 4 ”pikkusega. Tavapärase meetodi abil (või kui me induktsiooni karastame kogu selle pikkuse jaoks), oleks deformatsiooni oluliselt rohkem.

Võimaldab kasutada odavaid teraseid, näiteks 1045

Induktsioonkarmestatavate osade jaoks on kõige populaarsem teras 1045. See on hõlpsasti töödeldav, odav ja süsinikusisalduse 0.45% nominaalse sisalduse tõttu võib see olla induktsioonkarastatud 58 HRC + tasemeni. Samuti on sellel ravi ajal suhteliselt madal pragunemise oht. Teised selle protsessi populaarsed materjalid on 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 ja erinevad malmid.

Induktsiooni karastamise piirangud

Vajab osa geomeetriaga seotud induktsioonmähist ja -riistu

Kuna küttetõhususe jaoks on osa-pooli-sidestuskaugus kriitilise tähtsusega, tuleb mähise suurus ja kontuur hoolikalt valida. Kuigi enamikul töötlejatel on ümmarguste kujundite, näiteks võllide, tihvtide, rullide jms soojendamiseks põhimähiste arsenal, võivad mõned projektid vajada kohandatud mähiseid, mis mõnikord maksavad tuhandeid dollareid. Keskmise ja suure mahuga projektide puhul võib vähendatud töötluskulude osast tulenev kasu hõlpsasti kompenseerida pooli kulusid. Muudel juhtudel võib protsessi tehniline kasu kaaluda üles kulud. Vastasel juhul muudavad väikese mahuga projektide puhul spiraali ja tööriistakulud protsessi ebapraktiliseks, kui tuleb ehitada uus spiraal. Osa tuleb ka ravi ajal mingil viisil toetada. Keskuste vahel sõitmine on võlli tüüpi osade jaoks populaarne meetod, kuid paljudel muudel juhtudel tuleb kasutada kohandatud tööriistu.

Suurem lõhenemise tõenäosus võrreldes enamiku kuumtöötlusprotsessidega

See on tingitud kiirest kuumenemisest ja kustutamisest, samuti kalduvusest tekitada selliseid kohti / servi, nagu: kiilud, sooned, ristavad, keermed, kuumad kohad.

Moonutus koos induktsioonkaredusega

Kiire kuumuse / summutamise ja sellest tuleneva martensiitilise muundumise tõttu on moonutustasemed suuremad kui protsessid nagu iooni või gaasi nitrimine. Sellest hoolimata võib induktsioonkõvenemine põhjustada vähem moonutusi kui tavaline kuumtöötlus, eriti kui seda kasutatakse ainult valitud alal.

Materiaalsed piirangud koos induktsioonkaredusega

Kuna induktsiooni kõvenemise protsess ei hõlma tavaliselt süsiniku või muude elementide difusiooni, materjal peab sisaldama koos teiste elementidega piisavalt süsinikku, et tagada kõvastuvus, mis toetab martensiitilist muundumist soovitud kõvaduse tasemeni. See tähendab tavaliselt, et süsinik on vahemikus 0.40% +, andes kõvaduse 56–65 HRC. Võib kasutada madalama süsinikusisaldusega materjale nagu 8620, mille tulemuseks on saavutatava kõvaduse vähenemine (antud juhul 40–45 HRC). Teraseid nagu 1008, 1010, 12L14, 1117 tavaliselt ei kasutata saavutatava kõvaduse piiratud kasvu tõttu.

Induktsiooni karastamise pinna protsessi üksikasjad

Induktsiooni kõvenemine on protsess, mida kasutatakse terase ja muude sulamikomponentide pinnakõvenemisel. Kuumtöödeldavad osad asetatakse vasemähise sisse ja soojendatakse seejärel nende muundumistemperatuuri kõrgemale, rakendades mähisele vahelduvvoolu. Mähises olev vahelduvvool indutseerib toorikus vahelduva magnetvälja, mis põhjustab detaili välispinna kuumenemise transformatsioonivahemikust kõrgemale temperatuurile.

Komponendid kuumutatakse vahelduva magnetvälja abil temperatuurini, mis on transformatsioonivahemikus või sellest kõrgem, millele järgneb kohene kustutamine. See on elektromagnetiline protsess, milles kasutatakse vasest induktorpooli, millele juhitakse voolu kindla sageduse ja võimsuse tasemel.