Aplikátory povrchového procesu pro indukční kalení

Co je indukční kalení?

Indukční kalení je forma tepelného zpracování, při které se kovová část s dostatečným obsahem uhlíku zahřívá v indukčním poli a poté rychle ochladí. To zvyšuje jak tvrdost, tak křehkost dílu. Indukční ohřev vám umožní mít lokální ohřev na předem stanovenou teplotu a umožní vám přesně řídit proces kalení. Tím je zaručena opakovatelnost procesu. Indukční kalení se obvykle aplikuje na kovové části, které musí mít vysokou odolnost proti opotřebení povrchu a zároveň si musí zachovat své mechanické vlastnosti. Po dosažení procesu indukčního kalení je nutné kovový obrobek kalit vodou, olejem nebo vzduchem, aby se získaly specifické vlastnosti povrchové vrstvy.

Indukční kalení je metoda rychlého a selektivního zpevnění povrchu kovové části. Měděná cívka nesoucí významnou úroveň střídavého proudu je umístěna poblíž (nedotýká se) části. Teplo je generováno na povrchu a v jeho blízkosti vířivými proudy a hysterezními ztrátami. Kalení, obvykle na bázi vody s přídavkem, jako je polymer, je směrováno na část nebo je ponořeno. To transformuje strukturu na martenzit, což je mnohem těžší než předchozí struktura.

Populární, moderní typ indukčního kalicího zařízení se nazývá skener. Část je držena mezi středy, otáčí se a prochází progresivní cívkou, která zajišťuje jak teplo, tak i zhášení. Kalení je směrováno pod cívku, takže jakákoli daná oblast dílu je ihned po zahřátí rychle ochlazena. Úroveň výkonu, doba prodlevy, rychlost skenování (posuv) a další procesní proměnné jsou přesně řízeny počítačem.

Proces cementování se používá ke zvýšení odolnosti proti opotřebení, tvrdosti povrchu a únavové životnosti vytvořením tvrzené povrchové vrstvy při zachování nedotčené mikrostruktury jádra.

Indukční kalení se používá ke zvýšení mechanických vlastností železných komponent v určité oblasti. Typickými aplikacemi jsou hnací ústrojí, odpružení, součásti motoru a výlisky. Indukční kalení je vynikající při opravách reklamací / poruch v terénu. Hlavními výhodami jsou zlepšení pevnosti, únavy a odolnosti proti opotřebení v lokalizované oblasti, aniž by bylo nutné konstrukční prvek přepracovat.

• Tepelné zpracování

• Řetězové kalení

• Kalení trubek a trubek

• Stavba lodí

• Aerospace

• Železnice

• Automobilový průmysl

• Obnovitelné energie

• Přesná kontrola teploty a hloubky kalení

• Řízené a lokalizované vytápění

• Snadno integrovatelný do výrobních linek

• Rychlý a opakovatelný proces

• Každý obrobek lze kalit přesnými optimalizovanými parametry

• Energeticky efektivní proces

Zvýšená odolnost proti opotřebení

Mezi tvrdostí a odolností proti opotřebení existuje přímá korelace. Odolnost dílu proti opotřebení se významně zvyšuje s indukčním kalením za předpokladu, že počáteční stav materiálu byl buď žíhán, nebo ošetřen do měkčího stavu.

Zvýšená pevnost a únavová životnost díky měkkému jádru a zbytkovému tlakovému napětí na povrchu

Tlakové napětí (obvykle považované za pozitivní atribut) je výsledkem toho, že tvrzená struktura poblíž povrchu zabírá o něco větší objem než jádro a předchozí struktura.

Díly mohou být poté temperovány Indukční kalení podle potřeby upravte úroveň tvrdosti

Stejně jako u jiných procesů vytvářejících martenzitickou strukturu bude temperování snižovat tvrdost a snižovat křehkost.

Hluboké pouzdro s pevným jádrem

Typická hloubka případu je 030 ”–120 XNUMX”, což je v průměru hlubší než procesy, jako je nauhličování, karbonitridace a různé formy nitridace prováděné při subkritických teplotách. U určitých projektů, jako jsou nápravy nebo části, které jsou stále užitečné i po opotřebení velkého množství materiálu, může být hloubka skříně až ½ palce nebo větší.

Proces selektivního kalení bez nutnosti maskování

Oblasti s dodatečným svařováním nebo dodatečným obráběním zůstávají měkké - toho je schopno dosáhnout jen velmi málo jiných procesů tepelného zpracování.

Relativně minimální zkreslení

Příklad: hřídel dlouhý 1 ”Ø x 40”, která má dva rovnoměrně rozmístěné čepy, každý 2 ”dlouhý vyžaduje podporu zátěže a odolnost proti opotřebení. Indukční kalení se provádí právě na těchto površích v celkové délce 4 “. S konvenční metodou (nebo pokud bychom indukcí kalili celou délku) by došlo k podstatně většímu zvlnění.

Umožňuje použití levných ocelí, například 1045

Nejoblíbenější ocel používaná pro díly, které mají být indukčně kalené, je 1045. Je snadno obrobitelná, nízká cena a vzhledem k nominálnímu obsahu uhlíku 0.45% může být indukčně kalena na 58 HRC +. Má také relativně nízké riziko praskání během léčby. Další populární materiály pro tento proces jsou 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 a různé litiny.

Omezení indukčního kalení

Vyžaduje indukční cívku a nářadí, které souvisí s geometrií dílu

Vzhledem k tomu, že vzdálenost spojení mezi cívkou je zásadní pro účinnost ohřevu, je nutné pečlivě zvolit velikost a obrys cívky. Zatímco většina treaterů má arzenál základních cívek pro ohřev kulatých tvarů, jako jsou hřídele, čepy, válečky atd., Některé projekty mohou vyžadovat vlastní cívku, která někdy stojí tisíce dolarů. U projektů středního a velkého objemu může výhoda snížených nákladů na zpracování na díl snadno kompenzovat náklady na cívku. V ostatních případech mohou technické výhody procesu převažovat nad náklady. Jinak u projektů s malým objemem náklady na cívku a nástroje obvykle činí proces nepraktickým, pokud musí být postavena nová cívka. Součást musí být během léčby také nějakým způsobem podepřena. Běh mezi hroty je oblíbenou metodou pro součásti typu hřídele, ale v mnoha jiných případech je nutné použít vlastní nástroje.

Větší pravděpodobnost praskání ve srovnání s většinou procesů tepelného zpracování

To je způsobeno rychlým zahříváním a kalením, také tendencí vytvářet horká místa na prvcích / hranách, jako jsou: drážky pro pero, drážky, křížové otvory, závity.

Zkreslení s indukčním kalením

Úrovně zkreslení mají tendenci být větší než procesy, jako je nitridace iontů nebo plynů, kvůli rychlému zahřívání / kalení a výsledné martenzitické transformaci. To znamená, že indukční kalení může způsobit menší zkreslení než konvenční tepelné zpracování, zvláště když se aplikuje pouze na vybranou oblast.

Omezení materiálu s indukčním kalením

Vzhledem k tomu, indukční kalení obvykle nezahrnuje difúzi uhlíku nebo jiných prvků, materiál musí obsahovat dostatek uhlíku spolu s dalšími prvky, aby zajistil kalitelnost podporující martenzitickou transformaci na požadovanou úroveň tvrdosti. To obvykle znamená, že uhlík je v rozmezí 0.40% + a produkuje tvrdost 56 - 65 HRC. Materiály s nízkým obsahem uhlíku, jako je například 8620, mohou být použity s výsledným snížením dosažitelné tvrdosti (v tomto případě 40-45 HRC). Oceli jako 1008, 1010, 12L14, 1117 se obvykle nepoužívají kvůli omezitelnému dosažitelnému zvýšení tvrdosti.

Podrobnosti procesu procesu indukčního kalení

Indukční kalení je proces používaný k povrchovému kalení oceli a jiných slitinových komponent. Části, které mají být tepelně zpracovány, jsou umístěny uvnitř měděné cívky a poté zahřívány nad jejich transformační teplotu působením střídavého proudu na cívku. Střídavý proud v cívce indukuje střídavé magnetické pole v obrobku, které způsobuje zahřívání vnějšího povrchu součásti na teplotu nad transformačním rozsahem.

Složky se zahřívají pomocí střídavého magnetického pole na teplotu uvnitř nebo nad transformačním rozsahem, po které následuje okamžité zhášení. Jedná se o elektromagnetický proces využívající měděnou indukční cívku, která je napájena proudem se specifickou frekvencí a výkonovou úrovní.