Індукцыйны працэс загартоўвання паверхні

Аплікацыйныя працэсы павярхоўнага індукцыйнага загартоўвання

Што такое індукцыйнае загартоўванне?

індукцыйная загартоўка з'яўляецца формай тэрмічнай апрацоўкі, пры якой металічная частка з дастатковым утрыманнем вугляроду награваецца ў індукцыйным полі, а затым хутка астуджаецца. Гэта павялічвае як цвёрдасць, так і далікатнасць дэталі. Індукцыйны нагрэў дазваляе лакалізаваць нагрэў да зададзенай тэмпературы і дазваляе дакладна кантраляваць працэс зацвярдзення. Такім чынам, паўтаральнасць працэсу гарантавана. Звычайна індукцыйнае зацвярдзенне наносяць на металічныя дэталі, якія павінны мець вялікую зносаўстойлівасць паверхні, захоўваючы пры гэтым свае механічныя ўласцівасці. Пасля дасягнення працэсу індукцыйнага зацвярдзення металічную нарыхтоўку неабходна загартаваць у вадзе, алеі ці паветры, каб атрымаць спецыфічныя ўласцівасці павярхоўнага пласта.

індукцыйны працэс цвярдзення паверхні

індукцыйная загартоўка з'яўляецца метадам хуткага і выбарчага ўмацавання паверхні металічнай дэталі. Медная шпулька, якая нясе значны ўзровень пераменнага току, размяшчаецца побач (не дакранаючыся) дэталі. Цяпло генеруецца на паверхні і каля яе пры дапамозе віхравых токаў і гістарэзісных страт. Тушэнне, як правіла, на воднай аснове з дадаткам, такім як палімер, накіроўваецца на дэталь альбо яна пагружана ў ваду. Гэта ператварае структуру ў мартенсит, што значна цяжэй, чым папярэдняя структура.

Папулярны, сучасны тып індукцыйнага загартоўвання абсталявання называецца сканарам. Частка ўтрымліваецца паміж цэнтрамі, круціцца і праходзіць праз прагрэсіўную шпульку, якая забяспечвае і цяпло, і тушэнне. Гашэнне накіроўваецца ніжэй змеявіка, таму любая дадзеная зона дэталі хутка астуджаецца адразу пасля нагрэву. Узровень магутнасці, час знаходжання, хуткасць сканавання (падачы) і іншыя зменныя працэсу дакладна кантралююцца кампутарам.

Працэс гартавання корпуса выкарыстоўваецца для павышэння зносаўстойлівасці, цвёрдасці паверхні і стомленасці за кошт стварэння зацвярдзелага павярхоўнага пласта пры захаванні непашкоджанай мікраструктуры стрыжня.

індукцыйная загартоўка выкарыстоўваецца для павышэння механічных уласцівасцей чорных кампанентаў у пэўнай вобласці. Тыповае прымяненне - сілавы агрэгат, падвеска, кампаненты рухавіка і штампоўка. Індукцыйнае зацвярдзенне выдатна дапамагае ў ліквідацыі гарантыйных патрабаванняў / збояў у палявых умовах. Асноўныя перавагі - паляпшэнне трываласці, стомленасці і зносаўстойлівасці ў лакалізаванай вобласці без неабходнасці перапрацоўкі кампанента.

Працэсы і галіны, якія могуць атрымаць выгаду ад індукцыйнага загартоўвання:

  • Тэрмічная апрацоўка

  • Зацвярдзенне ланцуга

  • Зацвярдзенне трубак і труб

  • Суднабудаванне

  • авіяцыйна-касмічны

  • чыгуначны

  • Аўтамабільны

  • Аднаўляльныя крыніцы энергіі

Перавагі індукцыйнага загартоўвання:

Перавага для кампанентаў, якія падвяргаюцца вялікім нагрузак. Індукцыя надае высокую цвёрдасць паверхні глыбокім корпусам, здольным вытрымліваць надзвычай вялікія нагрузкі. Трываласць стомленасці павялічваецца за кошт развіцця мяккага стрыжня, ​​акружанага надзвычай жорсткім вонкавым пластом. Гэтыя ўласцівасці пажаданыя для частак, якія адчуваюць кручэнне, і для паверхняў, якія адчуваюць сілы ўдару. Індукцыйная апрацоўка выконваецца па адной частцы, дазваляючы вельмі прадказальныя перамярэнні памераў ад часткі да часткі.

  • Дакладны кантроль над тэмпературай і глыбінёй зацвярдзення

  • Кантраляванае і лакалізаванае ацяпленне

  • Лёгка інтэгруецца ў вытворчыя лініі

  • Хуткі і паўторны працэс

  • Кожная нарыхтоўка можа быць загартавана дакладнымі аптымізаванымі параметрамі

  • Энергаэфектыўны працэс

Кампаненты з сталі і нержавеючай сталі, якія можна загартоўваць індукцыяй:

Крапежныя элементы, фланцы, шасцярні, падшыпнікі, трубкі, унутраныя і знешнія колы, каленчатыя валы, размеркавальныя валы, хамуты, прывадныя валы, выходныя валы, шпіндзелі, тарсіённыя калені, паваротныя кольцы, дрот, клапаны, буравыя ўстаноўкі і г.д.

Падвышаная зносаўстойлівасць

Існуе прамая залежнасць паміж цвёрдасцю і зносаўстойлівасцю. Зносаўстойлівасць дэталі значна ўзрастае пры індукцыйным зацвярдзенні, мяркуючы, што зыходны стан матэрыялу альбо быў адпалены, альбо апрацаваны ў больш мяккі стан.

Павелічэнне трываласці і стомленасці дзякуючы мяккаму стрыжню і рэшткавым сціскальным напружанням на паверхні

Сціскальнае напружанне (звычайна лічыцца станоўчым атрыбутам) з'яўляецца вынікам зацвярдзення структуры каля паверхні, якая займае некалькі большы аб'ём, чым асноўная і папярэдняя структура.

Часткі могуць загартавацца пасля індукцыйная загартоўка для рэгулявання ўзроўню цвёрдасці па жаданні

Як і ў любым працэсе, які вырабляе мартэнсітную структуру, загартоўванне прывядзе да зніжэння цвёрдасці пры памяншэнні далікатнасці.

Глыбокі корпус з жорсткім стрыжнем

Тыповая глыбіня корпуса складае .030 "- .120", што ў сярэднім глыбей, чым такія працэсы, як карбюрызацыя, вуглекіславанне і розныя формы азотавання, якія выконваюцца пры тэмпературы, ніжэйшай за крытыку. Для некаторых праектаў, такіх як мосты альбо дэталі, якія па-ранейшаму карысныя нават пасля таго, як шмат матэрыялу зношана, глыбіня корпуса можа складаць да ½ цалі і больш.

Працэс выбарачнага загартоўвання без маскіроўкі

Вобласці з паслязварочнай і пасля механічнай апрацоўкі застаюцца мяккімі - вельмі мала іншых працэсаў тэрмічнай апрацоўкі здольна гэтага дасягнуць.

Адносна мінімальныя скажэнні

Прыклад: вал даўжынёй 1 "Ø х 40", які мае два раўнамерна размешчаныя цаплы, кожная даўжынёй 2 ", якія патрабуюць падтрымкі нагрузкі і зносаўстойлівасці. Індукцыйнае зацвярдзенне праводзіцца толькі на гэтых паверхнях, агульнай даўжынёй 4 ”. Звычайным метадам (альбо калі б мы індукцыю загартавалі па ўсёй даўжыні), было б значна больш дэфармацыі.

Дазваляе выкарыстоўваць недарагія сталі, такія як 1045

Самая папулярная сталь, якая выкарыстоўваецца для дэталяў, якія падлягаюць індукцыйнай загартоўцы, - 1045. Яна лёгка паддаецца механічнай апрацоўцы, мае нізкі кошт, і дзякуючы ўтрыманню вугляроду 0.45% ад намінальнай, яна можа быць індукцыйна загартавана да 58 HRC +. Ён таксама мае адносна нізкі рызыка парэпання падчас лячэння. Іншыя папулярныя матэрыялы для гэтага працэсу - 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 і розныя чыгуны.

Абмежаванні індукцыйнага загартоўвання

Патрабуецца індукцыйная шпулька і інструмент, якія адносяцца да геаметрыі дэталі

Паколькі адлегласць злучэння частковага змеявіка мае вырашальнае значэнне для эфектыўнасці нагрэву, трэба старанна падбіраць памер і контур змеявіка. У той час як большасць апрацоўшчыкаў мае арсенал асноўных шпулек для абагрэву круглых формаў, такіх як валы, шпількі, ролікі і г.д., для некаторых праектаў можа спатрэбіцца спецыяльная шпулька, часам якая каштуе тысячы долараў. У праектах сярэдняга і вялікага аб'ёму выгада ад зніжэння кошту лячэння на частку можа лёгка кампенсаваць кошт шпулькі. У іншых выпадках інжынерныя перавагі працэсу могуць пераўзыходзіць праблемы, звязаныя з выдаткамі. У адваротным выпадку для праектаў з невялікім аб'ёмам кошт шпулькі і абсталявання звычайна робіць працэс немэтазгодным, калі неабходна пабудаваць новую шпульку. Падчас лячэння частка таксама павінна быць падтрымана нейкім чынам. Прабег паміж цэнтрамі з'яўляецца папулярным метадам для дэталяў вала, але ў многіх іншых выпадках неабходна выкарыстоўваць спецыяльную аснастку.

Большая верагоднасць парэпання ў параўнанні з большасцю працэсаў тэрмічнай апрацоўкі

Гэта звязана з хуткім нагрэвам і загартоўкай, а таксама тэндэнцыяй да стварэння гарачых кропак на такіх элементах / краях, як: шпонкі, пазы, папярочныя адтуліны, разьбы.

Скажэнне пры індукцыйным загартоўванні

Узровень скажэння, як правіла, большы, чым такія працэсы, як азотаванне іёнаў або газаў, з-за хуткага нагрэву / тушэння і выніковай мартэнсітнай трансфармацыі. Згодна з гэтым, індукцыйнае зацвярдзенне можа прывесці да меншых скажэнняў, чым звычайная тэрмічная апрацоўка, асабліва калі яно наносіцца толькі на абраную вобласць.

Абмежаванні матэрыялаў пры індукцыйным загартоўванні

З працэс індукцыйнага загартоўвання звычайна не прадугледжвае дыфузіі вугляроду альбо іншых элементаў, матэрыял павінен утрымліваць дастатковую колькасць вугляроду разам з іншымі элементамі, каб забяспечыць загартоўванне, якое падтрымлівае мартэнсітнае пераўтварэнне да патрэбнага ўзроўню цвёрдасці. Звычайна гэта азначае, што вуглярод знаходзіцца ў дыяпазоне 0.40% +, што дае калянасць 56 - 65 HRC. Матэрыялы з нізкім утрыманнем вугляроду, такія як 8620, могуць выкарыстоўвацца з выніковым зніжэннем дасягальнай цвёрдасці (у гэтым выпадку 40-45 HRC). Сталі, такія як 1008, 1010, 12L14, 1117, як правіла, не выкарыстоўваюцца з-за дасягальнага абмежаванага павелічэння цвёрдасці.

Падрабязнасці працэсу індукцыйнага загартоўвання паверхні

індукцыйная загартоўка гэта працэс, які выкарыстоўваецца для павярхоўнага ўмацавання сталі і іншых сплаўных кампанентаў. Часткі, якія падлягаюць тэрмічнай апрацоўцы, змяшчаюцца ўнутр меднай шпулькі, а затым награваюцца вышэй тэмпературы іх трансфармацыі, падаючы на ​​шпульку пераменны ток. Пераменны ток у шпульцы выклікае пераменнае магнітнае поле ў нарыхтоўцы, якое прымушае вонкавую паверхню дэталі награвацца да тэмпературы вышэй за дыяпазон пераўтварэнняў.

Кампаненты награваюцца пры дапамозе зменнага магнітнага поля да тэмпературы ў межах або вышэй дыяпазону трансфармацыі з наступным неадкладным загартоўваннем. Гэта электрамагнітны працэс з выкарыстаннем медной шпулькі індуктыўнасці, якая падаецца токам на пэўнай частаце і ўзроўні магутнасці.