Indukcinio kietėjimo paviršiaus procesas

Indukcinio grūdinimo paviršiaus proceso aplikacijos

Kas yra indukcinis grūdinimas?

Indukcijos sukietėjimas yra terminio apdorojimo forma, kai indukciniame lauke kaitinama metalinė dalis, kurioje yra pakankamai anglies, ir tada greitai atvėsinama. Tai padidina detalės kietumą ir trapumą. Indukcinis šildymas leidžia lokalizuoti šildymą iki iš anksto nustatytos temperatūros ir leidžia tiksliai kontroliuoti sukietėjimo procesą. Taigi užtikrinamas proceso pakartojamumas. Paprastai indukcinis grūdinimas taikomas metalinėms dalims, kurioms reikia didelio atsparumo paviršiaus nusidėvėjimui, tuo pačiu išlaikant jų mechanines savybes. Pasiekus indukcinį sukietėjimo procesą, norint gauti specifines paviršiaus sluoksnio savybes, metalinį ruošinį reikia užgesinti vandeniu, aliejumi ar oru.

indukcinio grūdinimo paviršiaus procesas

Indukcijos sukietėjimas yra metodo detalės paviršiaus greito ir selektyvaus grūdinimo metodas. Netoli detalės (neliesdama) dedama varinė ritė, nešanti reikšmingą kintamosios srovės lygį. Šiluma paviršiuje ir šalia jo susidaro dėl sūkurinės srovės ir histerezės nuostolių. Gesinimas, paprastai vandens pagrindu su tokiais priedais kaip polimeras, yra nukreiptas į dalį arba ji yra panardinta. Tai transformuoja struktūrą į martensitą, kuris yra daug sunkesnis nei ankstesnė struktūra.

Populiari, moderni indukcinio grūdinimo įranga yra vadinama skaitytuvu. Dalis laikoma tarp centrų, pasukama ir praleidžiama per progresyvią ritę, kuri suteikia šilumą ir gesinimą. Gesinimas nukreiptas žemiau ritės, todėl bet kuris nurodytas detalės plotas iškart atšildomas. Galios lygį, laukimo laiką, nuskaitymo (tiekimo) greitį ir kitus proceso kintamuosius tiksliai valdo kompiuteris.

Dėklo sukietėjimo procesas naudojamas atsparumui dilimui, paviršiaus kietumui ir nuovargio trukmei padidinti sukuriant sukietėjusį paviršiaus sluoksnį, išlaikant nepaveiktą šerdies mikrostruktūrą.

Indukcijos sukietėjimas yra naudojamas juodųjų metalų komponentų mechaninėms savybėms padidinti tam tikroje srityje. Paprastai naudojamos jėgos pavaros, pakaba, variklio komponentai ir štampai. Indukcinis grūdinimas puikiai pašalina garantinius reikalavimus / lauko gedimus. Pagrindinis privalumas yra stiprumo, nuovargio ir atsparumo dilimui pagerinimas lokalizuotoje vietoje, nereikalaujant pertvarkyti komponento.

Procesai ir pramonės šakos, kurioms gali būti naudingas indukcinis grūdinimas:

  • Karščio gydymas

  • Grandinės grūdinimas

  • Vamzdžių ir vamzdžių grūdinimas

  • Laivų statyba

  • Aviacija

  • geležinkelis

  • Automobiliai

  • Atsinaujinančios energijos

Indukcinio grūdinimo privalumai:

Palankus komponentams, kurie yra sunkiai apkraunami. Indukcija suteikia didelį paviršiaus kietumą su giliu dėklu, galinčiu atlaikyti ypač dideles apkrovas. Nuovargio stiprumą padidina minkštos šerdies atsiradimas, apsuptas ypač kieto išorinio sluoksnio. Šios savybės yra pageidautinos toms dalims, kurios patiria sukimąsi, ir paviršiams, patiriantiems smūgio jėgas. Indukcinis apdorojimas atliekamas po vieną dalį, leidžiant labai nuspėti matmenų judėjimą iš vienos į kitą.

  • Tikslus temperatūros ir kietėjimo gylio valdymas

  • Valdomas ir lokalizuotas šildymas

  • Lengvai integruojamas į gamybos linijas

  • Greitas ir pakartojamas procesas

  • Kiekvienas ruošinys gali būti sukietėjęs tiksliais optimizuotais parametrais

  • Energiją taupantis procesas

Plieno ir nerūdijančio plieno komponentai, kuriuos galima sukietinti indukcijos būdu:

Tvirtinimo detalės, flanšai, krumpliaračiai, guoliai, vamzdžiai, vidinės ir išorinės varžtai, alkūniniai velenai, paskirstymo velenai, jungiamieji velenai, išvesties velenai, verpstės, sukimo strypai, sukimo žiedai, viela, vožtuvai, uolienų grąžtai ir kt.

Padidėjęs atsparumas dilimui

Tarp kietumo ir atsparumo dilimui yra tiesioginė koreliacija. Dalies atsparumas dilimui žymiai padidėja sukietėjus indukcijai, darant prielaidą, kad pradinė medžiagos būsena buvo arba atkaitinta, arba apdorota švelnesnėmis sąlygomis.

Padidėjęs jėgos ir nuovargio gyvenimas dėl minkšto šerdies ir liekamojo gniuždymo įtempimo paviršiuje

Gniuždomasis įtempis (paprastai laikomas teigiamu požymiu) yra grūdintos struktūros, esančios netoli paviršiaus, rezultatas, užimantis šiek tiek didesnį tūrį nei šerdis ir ankstesnė struktūra.

Po to dalys gali būti grūdintos Indukcijos kietėjimas norėdami sureguliuoti kietumo lygį

Kaip ir bet kuriame procese, kuriančiame martensitinę struktūrą, grūdinimas sumažins kietumą, tuo pačiu sumažindamas trapumą.

Gilus dėklas su tvirtu šerdimi

Tipinis atvejo gylis yra .030 ”- .120”, kuris yra vidutiniškai gilesnis nei tokie procesai kaip angliavandeniliavimas, karbonitridavimas ir įvairios nitridavimo formos, atliekamos esant kritinei temperatūrai. Tam tikriems projektams, tokiems kaip ašys, ar dalims, kurios vis dar yra naudingos net ir susidėvėjus daugeliui medžiagų, korpuso gylis gali būti iki ½ colio arba didesnis.

Selektyvus grūdinimo procesas nereikalingas

Suvirinimo ar apdirbimo vietos išlieka minkštos - tai pasiekti gali tik nedaugelis kitų terminio apdorojimo procesų.

Santykinai minimalus iškraipymas

Pavyzdys: 1 ”Ø x 40” ilgio velenas, kuriame yra du tolygiai išdėstyti žurnalai, kurių kiekvienam reikalingas 2 ”ilgio apkrova ir atsparumas dilimui. Indukcinis grūdinimas atliekamas tik ant šių paviršių, iš viso 4 ”ilgio. Naudojant įprastą metodą (arba jei tuo atveju indukcija sukietėtų per visą ilgį), būtų žymiai daugiau deformacijų.

Leidžia naudoti pigių plienų, pvz., 1045

Populiariausias plienas, naudojamas indukcinio grūdinimo dalims, yra 1045. Jis yra lengvai apdirbamas, yra mažos kainos, o dėl 0.45% nominalaus anglies kiekio jis gali būti sukietintas iki 58 HRC +. Gydymo metu taip pat yra gana maža įtrūkimų rizika. Kitos populiarios šio proceso medžiagos yra 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 ir įvairūs ketiniai.

Indukcinio kietėjimo apribojimai

Reikia indukcinės ritės ir įrankių, susijusių su dalies geometrija

Kadangi sukimo atstumas nuo ritės yra labai svarbus šildymo efektyvumui, ritės dydis ir kontūras turi būti kruopščiai parinkti. Nors dauguma traktorių turi pagrindinių ritinių arsenalą, kuris šildo apvalias formas, tokias kaip velenai, kaiščiai, ritinėliai ir kt., Kai kuriems projektams gali prireikti pritaikytos ritės, kartais kainuojančios tūkstančius dolerių. Vykdant vidutinės ir didelės apimties projektus, sumažėjusios dalies gydymo sąnaudos gali lengvai kompensuoti ritės išlaidas. Kitais atvejais inžinerinė proceso nauda gali nusverti rūpesčius. Priešingu atveju mažos apimties projektams ritė ir įrankių kaina paprastai daro procesą nepraktišku, jei reikia pastatyti naują ritę. Gydymo metu dalis taip pat turi būti tam tikru būdu pritvirtinta. Bėgimas tarp centrų yra populiarus veleno tipo dalių metodas, tačiau daugeliu kitų atvejų reikia naudoti specialius įrankius.

Didesnė įtrūkimų tikimybė, palyginti su daugeliu terminio apdorojimo procesų

Taip yra dėl greito kaitinimo ir gesinimo, taip pat polinkio kurti tokias vietas / briaunas, kaip antai: grioveliai, grioveliai, skersinės skylės, sriegiai.

Iškraipymas su indukciniu grūdinimu

Dėl greito šilumos / gesinimo ir dėl to vykstančio martensitinio virsmo iškraipymų lygis paprastai būna didesnis nei tokių procesų kaip jonų ar dujų nitrinimas. Tai sakant, indukcinis grūdinimas gali sukelti mažiau iškraipymų nei įprastas terminis apdorojimas, ypač kai jis taikomas tik pasirinktoje srityje.

Medžiagos apribojimai taikant indukcinį grūdinimą

Kadangi indukcinio kietėjimo procesas paprastai neapima anglies ar kitų elementų difuzijos, medžiagoje turi būti pakankamai anglies kartu su kitais elementais, kad būtų užtikrintas kietumas, palaikantis martensitinį virsmą iki norimo kietumo lygio. Paprastai tai reiškia, kad anglies koncentracija yra 0.40% +, o kietumas yra 56–65 HRC. Galima naudoti mažiau anglies turinčias medžiagas, tokias kaip 8620, dėl to sumažėja pasiekiamas kietumas (šiuo atveju 40–45 HRC). Plienai, tokie kaip 1008, 1010, 12L14, 1117, paprastai nenaudojami dėl riboto pasiekiamo kietumo padidėjimo.

Išsami informacija apie indukcinį grūdinimą

Indukcijos sukietėjimas yra procesas, naudojamas plieno ir kitų lydinių komponentų paviršiaus grūdinimui. Termiškai apdorojamos dalys dedamos į varinės ritės vidų ir paskui kaitinamos virš jų transformacijos temperatūros, į ritę įjungiant kintamą srovę. Kintama srovė ritėje sukelia kintamą magnetinį lauką ruošinyje, dėl kurio išorinis detalės paviršius įkaista iki temperatūros, viršijančios transformacijos diapazoną.

Komponentai kintamuoju magnetiniu lauku kaitinami iki temperatūros, esančios transformacijos diapazone arba virš jo, o po to nedelsiant užgesinamas. Tai yra elektromagnetinis procesas, naudojant varinę induktyvumo ritę, kuri tiekiama srove tam tikru dažniu ir galios lygiu.