Induktiokarkaiseva pintaprosessi

Induktiokovettuvat pintaprosessisovellukset

Mitä induktiokovetus on?

Induktiokarkaisu on lämpökäsittelymuoto, jossa riittävän hiilipitoinen metalliosa kuumennetaan induktiokentässä ja jäähdytetään sitten nopeasti. Tämä lisää osan kovuutta ja haurautta. Induktiolämmityksen avulla voit lämmittää paikallisesti ennalta määritettyyn lämpötilaan ja hallita kovettumisprosessia tarkasti. Täten taataan prosessin toistettavuus. Yleensä induktiokarkaisua käytetään metalliosiin, joilla on oltava suuri pinnan kulutuskestävyys, samalla kun niiden mekaaniset ominaisuudet säilyvät. Kun induktiokovetusprosessi on saavutettu, metallikappale on jäähdytettävä vedessä, öljyssä tai ilmassa, jotta saadaan aikaan pintakerroksen erityisominaisuudet.

induktiokovettuva pintaprosessi

Induktiokarkaisu on menetelmä metalliosan pinnan kovettamiseksi nopeasti ja valikoivasti. Kuparikäämi, jolla on merkittävä vaihtovirta, sijoitetaan osan lähelle (ei kosketa). Lämpö syntyy pinnalla ja pinnan lähellä pyörrevirta- ja hystereesihäviöillä. Sammutus, yleensä vesipohjainen lisäaineella, kuten polymeerillä, kohdistetaan osaan tai se upotetaan. Tämä muuttaa rakenteen martensiitiksi, joka on paljon vaikeampaa kuin aikaisempi rakenne.

Suosittua, nykyaikaista induktiokarkaisulaitetta kutsutaan skanneriksi. Osa pidetään keskusten välillä, kierretään ja viedään progressiivisen kelan läpi, joka tuottaa sekä lämpöä että sammutusta. Sammutus on suunnattu kelan alapuolelle, joten mikä tahansa osan osa jäähdytetään nopeasti välittömästi kuumennuksen jälkeen. Teho, odotusaika, skannausnopeus ja muut prosessimuuttujat ohjataan tarkasti tietokoneella.

Kotelon kovettumisprosessia käytetään kulutuskestävyyden, pinnan kovuuden ja väsymiskeston lisäämiseksi luomalla kovettunut pintakerros säilyttäen muuttumaton ytimen mikrorakenne.

Induktiokarkaisu käytetään lisäämään rautakomponenttien mekaanisia ominaisuuksia tietyllä alueella. Tyypillisiä sovelluksia ovat voimansiirto, jousitus, moottorin komponentit ja meistot. Induktiokarkaisu korjaa erinomaisesti takuuvaatimukset / kenttäviat. Ensisijaisia ​​etuja ovat lujuuden, väsymyksen ja kulutuskestävyyden parantuminen paikallisella alueella ilman, että komponenttia on suunniteltava uudelleen.

Prosessit ja teollisuudenalat, jotka voivat hyötyä induktiokarkaisusta:

  • Lämpökäsittely

  • Ketjun kovettuminen

  • Putkien ja putkien kovettuminen

  • laivanrakennus

  • Aerospace

  • Rautatie

  • Automotive

  • Uusiutuvat energiat

Induktiokarkaisun edut:

Suosittu komponenteille, joihin kohdistuu raskasta kuormitusta. Induktio antaa korkean pintakovuuden syvällä kotelolla, joka pystyy käsittelemään erittäin suuria kuormia. Väsymislujuutta lisää pehmeän ytimen kehittyminen, jota ympäröi erittäin kova ulkokerros. Nämä ominaisuudet ovat toivottavia osille, joilla on vääntökuormitus, ja pinnoille, jotka kokevat iskuvoimia. Induktiokäsittely suoritetaan yksi osa kerrallaan, mikä mahdollistaa hyvin ennustettavan mittaliikkeen osasta osaan.

  • Tarkka lämpötilan ja kovettumissyvyyden hallinta

  • Hallittu ja paikallinen lämmitys

  • Helposti integroitavissa tuotantolinjoihin

  • Nopea ja toistettava prosessi

  • Jokainen työkappale voidaan kovettaa tarkoilla optimoiduilla parametreilla

  • Energiatehokas prosessi

Teräkset ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut komponentit, jotka voidaan kovettaa induktiolla:

Kiinnittimet, laipat, hammaspyörät, laakerit, putket, sisä- ja ulkokiskot, kampiakselit, nokka-akselit, kannattimet, vetoakselit, lähtöakselit, karat, vääntösauvat, kääntörenkaat, vaijeri, venttiilit, kiviporat jne.

Lisääntynyt kulutuskestävyys

Kovuuden ja kulutuskestävyyden välillä on suora yhteys. Osan kulutuskestävyys kasvaa merkittävästi induktiokovettumisen kanssa olettaen, että materiaalin alkutila joko hehkutettiin tai sitä käsiteltiin pehmeämmässä kunnossa.

Lisääntynyt lujuus ja väsymysikä johtuen pehmeästä ytimestä ja jäännöspuristusjännityksestä pinnalla

Puristusjännitys (jota pidetään yleensä positiivisena ominaisuutena) on seurausta karkaistuneesta rakenteesta, joka on lähellä pintaa ja joka vie hieman enemmän tilaa kuin ydin ja aikaisempi rakenne.

Osat voidaan karistaa jälkeen Induktiokarkaisu kovuuden tason säätämiseksi haluamallasi tavalla

Kuten missä tahansa martensiittirakennetta tuottavassa prosessissa, karkaisu vähentää kovuutta ja vähentää samalla haurautta.

Syvä kotelo, jossa kova ydin

Tyypillinen tapaussyvyys on .030 ”- .120”, joka on keskimäärin syvempi kuin kriittisissä lämpötiloissa suoritetut prosessit, kuten kaasuttaminen, hiilititridaus ja erilaiset nitridointimuodot. Tietyissä projekteissa, kuten akselit, tai osissa, jotka ovat edelleen hyödyllisiä, vaikka paljon materiaalia on kulunut loppuun, kotelon syvyys voi olla jopa ½ tuumaa tai suurempi.

Selektiivinen kovettumisprosessi ilman peitettä

Alueet, joilla on jälkihitsaus tai jälkikäsittely, pysyvät pehmeinä - hyvin harvat muut lämpökäsittelyprosessit pystyvät saavuttamaan tämän.

Suhteellisen pieni vääristymä

Esimerkki: 1 "Ø x 40" pituinen akseli, jossa on kaksi tasaisesti sijoitettua kalvoa, joista kukin 2 "pitkä vaatii kuormituksen ja kulutuskestävyyden tuen. Induktiokarkaisu suoritetaan juuri näillä pinnoilla, yhteensä 4 tuuman pituisina. Tavanomaisella menetelmällä (tai jos induktiokarkaistamme koko pituuden tältä osin), vääntymistä olisi huomattavasti enemmän.

Sallii edullisten terästen, kuten 1045, käytön

Suosituin induktiokarkaistavissa osissa käytetty teräs on 1045. Se on helposti työstettävissä, edullinen ja nimellisen 0.45%: n hiilipitoisuuden vuoksi se voidaan induktiokarkaistua 58 HRC +: iin. Sillä on myös suhteellisen pieni halkeamien riski hoidon aikana. Muita suosittuja materiaaleja tälle prosessille ovat 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 ja erilaiset valuraudat.

Induktion kovettumisen rajoitukset

Vaatii induktiokelan ja työkalut, jotka liittyvät osan geometriaan

Koska osasta kelaan kytkentäetäisyys on kriittinen lämmitystehokkuuden kannalta, kelan koko ja muoto on valittava huolellisesti. Vaikka useimmilla hoitokoneilla on arsenaali keloja pyöreiden muotojen, kuten akselien, nastojen, rullien jne., Lämmittämiseen, jotkut projektit saattavat vaatia mukautetun kelan, joka maksaa joskus tuhansia dollareita. Keskisuurissa ja suurissa hankkeissa hyöty alennetuista käsittelykustannuksista osaa kohti voi helposti korvata kelan kustannukset. Muissa tapauksissa prosessin tekniset edut voivat olla suurempia kuin kustannushuolet. Muuten pienikokoisissa projekteissa kela ja työkalukustannukset tekevät prosessista yleensä epäkäytännöllisen, jos uusi kela on rakennettava. Osa on myös tuettava jollain tavalla hoidon aikana. Keskien välinen juoksu on suosittu tapa akselityyppisille osille, mutta monissa muissa tapauksissa on käytettävä mukautettuja työkaluja.

Suurempi halkeilun todennäköisyys verrattuna useimpiin lämpökäsittelyprosesseihin

Tämä johtuu nopeasta kuumenemisesta ja sammutuksesta, taipumuksesta luoda kuumia pisteitä ominaisuuksiin / reunoihin, kuten: kiilaurat, urat, ristireikät, kierteet.

Vääristymä induktiokarkaisulla

Vääristymätasot ovat yleensä suurempia kuin prosessit, kuten ionin tai kaasun nitraus, nopean lämmön / sammutuksen ja tuloksena olevan martensiittisen muutoksen vuoksi. Induktiokovetus voi kuitenkin tuottaa vähemmän vääristymiä kuin tavanomainen lämpökäsittely, varsinkin kun sitä käytetään vain valitulla alueella.

Materiaalirajoitukset induktiokarkaisulla

Koska induktiokarkaisu ei yleensä sisällä hiilen tai muiden alkuaineiden diffuusiota, materiaalin on sisällettävä riittävästi hiiltä muiden alkuaineiden kanssa kovettuvuuden aikaansaamiseksi, joka tukee martensiittimuutosta halutulle kovuudelle. Tämä tarkoittaa tyypillisesti sitä, että hiili on alueella 0.40% +, jolloin kovuus on 56-65 HRC. Voidaan käyttää matalahiilisiä materiaaleja, kuten 8620, jolloin saavutettava kovuus pienenee (tässä tapauksessa 40-45 HRC). Teräksiä, kuten 1008, 1010, 12L14, 1117, ei tyypillisesti käytetä saavutettavan kovuuden rajoitetun kasvun vuoksi.

Induktiokarkaisevan pintaprosessin yksityiskohdat

Induktiokarkaisu on prosessi, jota käytetään teräksen ja muiden seosteräksisten komponenttien pintakovettamiseen. Lämpökäsiteltävät osat sijoitetaan kuparikäämin sisään ja lämmitetään sitten muunnoslämpötilansa yläpuolelle käyttämällä vaihtovirtaa kelaan. Käämin vaihtovirta indusoi vuorottelevan magneettikentän työkappaleessa, joka saa osan ulkopinnan lämpenemään muunnosalueen yläpuolelle.

Komponentit kuumennetaan vuorottelevan magneettikentän avulla lämpötilaan, joka on muuntumisalueen sisällä tai sen yläpuolella, minkä jälkeen se sammutetaan välittömästi. Se on sähkömagneettinen prosessi, jossa käytetään kuparikelakelaa, johon syötetään virtaa tietyllä taajuudella ja tehotasolla.

 

=