Indukcijas sacietēšanas virsmas process

Indukcijas sacietēšanas virsmas procesa aplikācijas

Kas ir indukcijas sacietēšana?

Indukcijas sacietēšana ir termiskās apstrādes veids, kurā indukcijas laukā tiek sasildīta metāla daļa ar pietiekamu oglekļa saturu un pēc tam ātri atdzesēta. Tas palielina gan detaļas cietību, gan trauslumu. Indukcijas sildīšana ļauj lokalizēt sildīšanu līdz iepriekš noteiktai temperatūrai un ļauj precīzi kontrolēt sacietēšanas procesu. Tādējādi tiek garantēta procesa atkārtojamība. Parasti indukcijas sacietēšanu piemēro metāla detaļām, kurām jābūt ar lielu virsmas nodilumizturību, vienlaikus saglabājot to mehāniskās īpašības. Pēc indukcijas sacietēšanas procesa sasniegšanas metāla sagatavi nepieciešams dzēst ūdenī, eļļā vai gaisā, lai iegūtu īpašas virsmas slāņa īpašības.

indukcijas sacietēšanas virsmas process

Indukcijas sacietēšana ir metode, kā ātri un selektīvi sacietēt metāla daļas virsmu. Vara spole, kas pārvadā ievērojamu maiņstrāvas līmeni, ir novietota netālu no detaļas (nepieskaras tai). Siltumu virs virsmas un tās tuvumā rada virpuļstrāvas un histerēzes zudumi. Dzesēšana, parasti uz ūdens bāzes ar tādu piedevu kā polimērs, ir vērsta uz daļu vai tā ir iegremdēta. Tas pārveido struktūru par martensītu, kas ir daudz grūtāk nekā iepriekšējā struktūra.

Populāru, mūsdienīgu indukcijas sacietēšanas iekārtu veidu sauc par skeneri. Daļa tiek turēta starp centriem, pagriezta un izvadīta caur pakāpenisku spoli, kas nodrošina gan siltumu, gan dzesēšanu. Dzesēšana ir vērsta zem spoles, tāpēc jebkura norādītā detaļas platība tūlīt pēc karsēšanas tiek ātri atdzesēta. Jaudas līmeni, aiztures laiku, skenēšanas (padeves) ātrumu un citus procesa mainīgos precīzi kontrolē dators.

Korpusa sacietēšanas process, ko izmanto, lai palielinātu nodilumizturību, virsmas cietību un noguruma kalpošanas laiku, izveidojot sacietējušu virsmas slāni, vienlaikus saglabājot neietekmētu kodola mikrostruktūru.

Indukcijas sacietēšana tiek izmantots dzelzs komponentu mehānisko īpašību palielināšanai noteiktā apgabalā. Tipiski pielietojumi ir spēka agregāts, balstiekārta, motora sastāvdaļas un štancēšana. Indukcijas sacietēšana lieliski palīdz novērst garantijas prasības / lauka kļūmes. Galvenie ieguvumi ir izturības, noguruma un nodilumizturības uzlabojumi lokalizētā vietā, nepārveidojot komponentu.

Procesi un nozares, kas var gūt labumu no indukcijas sacietēšanas:

  • Termiskā apstrāde

  • Ķēdes sacietēšana

  • Cauruļu un cauruļu sacietēšana

  • Kuģu būve

  • Aerospace

  • dzelzceļš

  • Automobiļu

  • Atjaunojamās enerģijas

Indukcijas sacietēšanas priekšrocības:

Iecienīts komponentiem, kas tiek pakļauti smagai slodzei. Indukcija piešķir lielu virsmas cietību ar dziļu korpusu, kas spēj izturēt ārkārtīgi lielas slodzes. Noguruma izturību palielina mīksta kodola attīstība, ko ieskauj ārkārtīgi grūts ārējais slānis. Šīs īpašības ir vēlamas daļām, kurām ir vērpes griešanās, un virsmām, kurām ir trieciena spēki. Indukcijas apstrāde tiek veikta pa vienai daļai, ļaujot ļoti paredzamu izmēru kustību no daļas uz daļu.

  • Precīza temperatūras un sacietēšanas dziļuma kontrole

  • Kontrolēta un lokalizēta apkure

  • Viegli integrējams ražošanas līnijās

  • Ātrs un atkārtojams process

  • Katru sagatavi var sacietēt, precīzi optimizējot parametrus

  • Energoefektīvs process

Tērauda un nerūsējošā tērauda detaļas, kuras var sacietēt ar indukciju:

Stiprinājumi, atloki, zobrati, gultņi, caurules, iekšējās un ārējās sacīkstes, kloķvārpstas, sadales vārpstas, jūgstieņi, piedziņas vārpstas, izejas vārpstas, vārpstas, vērpes stieņi, pagrieziena gredzeni, stieple, vārsti, akmeņu urbji utt.

Palielināta nodilumizturība

Starp cietību un nodilumizturību pastāv tieša korelācija. Daļas nodilumizturība ievērojami palielinās ar indukcijas sacietēšanu, pieņemot, ka materiāla sākotnējais stāvoklis ir vai nu atlaidināts, vai arī apstrādāts mīkstākā stāvoklī.

Palielināts izturības un noguruma mūžs, pateicoties virsmas mīkstajam kodolam un atlikušajam spiedes spriegumam

Spiedes spriegums (parasti tiek uzskatīts par pozitīvu atribūtu) ir rezultāts tam, ka sacietējusī konstrukcija netālu no virsmas aizņem nedaudz lielāku tilpumu nekā serdeņa un iepriekšējās struktūras.

Pēc tam daļas var atlaidināt Indukcijas sacietēšana pēc vēlēšanās pielāgot cietības līmeni

Tāpat kā ar jebkuru procesu, kas rada martensīta struktūru, atlaidināšana pazemina cietību, vienlaikus samazinot trauslumu.

Dziļš korpuss ar izturīgu serdi

Tipisks gadījuma dziļums ir .030 ”- .120”, kas ir vidēji dziļāks nekā tādi procesi kā karburizācija, karbonitridēšana un dažādas nitridēšanas formas, kuras veic zemkritiskās temperatūrās. Atsevišķiem projektiem, piemēram, asīm vai daļām, kas joprojām ir noderīgas pat pēc daudzu materiālu nolietošanās, korpusa dziļums var būt līdz ½ collas vai lielāks.

Selektīvs sacietēšanas process nav nepieciešams

Vietas ar pēcmetināšanas vai pēcapstrādes paliek mīkstas - to var sasniegt ļoti nedaudzi citi termiskās apstrādes procesi.

Salīdzinoši minimāls kropļojums

Piemērs: vārpsta 1 ”Ø x 40” gara, kurai ir divi vienmērīgi izvietoti vārpstas, no kurām katra ir 2 ”gara un kurai nepieciešams kravas un nodilumizturības atbalsts. Indukcijas sacietēšana tiek veikta tieši uz šīm virsmām, kopā 4 ”garumā. Ar parasto metodi (vai, ja mēs indukciju šajā jautājumā norūdījām visā garumā), deformācijas būtu ievērojami vairāk.

Ļauj izmantot zemo cenu tēraudus, piemēram, 1045

Vispopulārākais tērauds, ko izmanto indukcijas rūdīšanai, ir 1045. Tas ir viegli apstrādājams, ar zemām izmaksām, un, ņemot vērā 0.45% nominālo oglekļa saturu, tas var būt indukcijas rūdīts līdz 58 HRC +. Ārstēšanas laikā tam ir arī salīdzinoši mazs plaisu risks. Citi populāri materiāli šim procesam ir 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 un dažādi čuguni.

Indukcijas sacietēšanas ierobežojumi

Nepieciešama indukcijas spole un instrumenti, kas attiecas uz daļas ģeometriju

Tā kā sakabes attālums starp spoli ir kritisks sildīšanas efektivitātei, rūpīgi jāizvēlas spoles izmērs un kontūra. Lai gan lielākajai daļai ārstniecības ierīču ir pamata ruļļu arsenāls, lai sildītu apaļas formas, piemēram, vārpstas, tapas, veltņus utt., Dažiem projektiem var būt nepieciešama pielāgota spole, kas dažkārt maksā tūkstošiem dolāru. Vidēja un liela apjoma projektos ieguvums no samazinātām apstrādes izmaksām par daļu var viegli kompensēt spoles izmaksas. Citos gadījumos procesa inženiertehniskie ieguvumi var atsvērt bažas par izmaksām. Pretējā gadījumā maza apjoma projektiem spole un instrumentu izmaksas parasti padara procesu nepraktisku, ja jāveido jauna spole. Arī apstrādes laikā tā ir kaut kādā veidā jāatbalsta. Skriešana starp centriem ir populāra metode vārpstas tipa detaļām, taču daudzos citos gadījumos ir jāizmanto pielāgoti instrumenti.

Lielāka plaisu iespējamība salīdzinājumā ar lielāko daļu termiskās apstrādes procesu

Tas ir saistīts ar ātru sasilšanu un dzēšanu, kā arī ar tendenci veidot karstos punktus pie tādām iezīmēm / malām kā: ieejas, rievas, šķērsgriezumi, vītnes.

Kropļojumi ar indukcijas sacietēšanu

Izkropļojumu līmeņi mēdz būt lielāki nekā tādi procesi kā jonu vai gāzes nitridēšana, pateicoties straujai karstuma / dzesēšanas un no tā izrietošās martensītiskās transformācijas dēļ. Tas nozīmē, ka indukcijas sacietēšana var radīt mazāk deformāciju nekā parastā termiskā apstrāde, it īpaši, ja to piemēro tikai izvēlētajā apgabalā.

Materiālu ierobežojumi ar indukcijas sacietēšanu

Kopš indukcijas sacietēšanas process parasti nav saistīta ar oglekļa vai citu elementu difūziju, materiālam kopā ar citiem elementiem jāsatur pietiekami daudz oglekļa, lai nodrošinātu sacietēšanu, atbalstot martensīta transformāciju līdz vēlamajam cietības līmenim. Tas parasti nozīmē, ka ogleklis ir 0.40% + diapazonā, radot cietību 56–65 HRC. Var izmantot materiālus ar zemāku oglekļa saturu, piemēram, 8620, tādējādi samazinot sasniedzamo cietību (šajā gadījumā 40–45 HRC). Tēraudu, piemēram, 1008, 1010, 12L14, 1117, parasti neizmanto ierobežotā sasniedzamā cietības pieauguma dēļ.

Indukcijas sacietēšanas virsmas procesa informācija

Indukcijas sacietēšana ir process, ko izmanto tērauda un citu sakausējumu sastāvdaļu virsmas sacietēšanai. Termiski apstrādājamās detaļas ievieto vara spolē un pēc tam silda virs to transformācijas temperatūras, uz spoles iedarbinot maiņstrāvu. Maiņstrāva spolē izraisa mainīgu magnētisko lauku sagatavē, kas liek detaļas ārējai virsmai sakarst līdz temperatūrai virs transformācijas diapazona.

Komponenti ar mainīga magnētiskā lauka palīdzību tiek uzkarsēti līdz temperatūrai, kas atrodas transformācijas diapazonā vai virs tā, kam seko tūlītēja dzēšana. Tas ir elektromagnētisks process, kurā tiek izmantota vara induktora spole, kurai tiek ievadīta strāva noteiktā frekvencē un jaudas līmenī.