Calefacción de alta velocidade por sistema de calefacción por indución

Un dos últimos desenvolvementos destacados no campo do tratamento térmico foi a aplicación de calefacción por indución ao endurecemento superficial localizado. Os avances suxeitos á aplicación da corrente de alta frecuencia non foron nada menos que fenomenais. Comezando hai relativamente pouco tempo como un método moi buscado para endurecer as superficies de rodamentos dos cigüeñais (varios millóns deles están en uso establecendo récords de servizo de sempre), hoxe atopa este método de endurecemento de superficies moi selectivo que produce áreas endurecidas nunha multiplicidade de pezas. Non obstante, a pesar da súa actual amplitude de aplicación, o endurecemento por indución aínda está na súa etapa infantil. A súa probable utilización para o tratamento térmico e o endurecemento de metais, o quecemento para forxa ou soldeo ou soldeo de metais semellantes e disímiles, é imprevisible.

Indución endurecemento dá lugar á produción de obxectos de aceiro endurecido localmente co grao de profundidade e dureza desexado, estrutura metalúrxica esencial do núcleo, zona de demarcación e caixa endurecida, cunha falta práctica de distorsión e sen formación de escamas. Permite o deseño de equipos que garante a mecanización de toda a operación para cumprir os requisitos da liña de produción. Os ciclos de tempo de só uns segundos mantéñense mediante a regulación automática da potencia e os intervalos de quecemento e extinción de fracción de segundo indispensables para a creación de resultados facsímiles de fixacións especiais esixentes. O equipo de endurecemento por indución permite ao usuario endurecer a superficie só a parte necesaria da maioría dos obxectos de aceiro e manter así a ductilidade e resistencia orixinais; para endurecer artigos de deseño complicado que non poden ser tratados de ningunha outra forma; para eliminar os pretratamentos caros habituais, como o revestimento de cobre e a cementación, e as custosas operacións de alisado e limpeza posteriores; para reducir o custo do material ao ter unha ampla selección de aceiros entre os que escoller; e para endurecer unha peza totalmente mecanizada sen necesidade de ningunha operación de acabado.

Para o observador casual pareceríalle que o endurecemento por indución é posible como resultado dalgunha transformación de enerxía que ocorre nunha rexión indutiva de cobre. O cobre transporta unha corrente eléctrica de alta frecuencia e, nun intervalo de poucos segundos, a superficie dunha peza de aceiro situada dentro desta rexión energizada quéntase ata o seu rango crítico e apagase ata alcanzar a dureza óptima. Para o fabricante de equipos para este método de endurecemento significa a aplicación dos fenómenos de histérese, correntes de Foucault e efecto pel para a produción efectiva de endurecemento superficial localizado.

O quecemento realízase mediante o uso de correntes de alta frecuencia. As frecuencias escollidas especificamente de 2,000 a 10,000 ciclos e máis de 100 ciclos estanse a utilizar amplamente na actualidade. A corrente desta natureza ao fluír a través dun indutor produce un campo magnético de alta frecuencia dentro da rexión do indutor. Cando un material magnético como o aceiro se coloca dentro deste campo, hai unha disipación de enerxía no aceiro que produce calor. As moléculas do aceiro intentan aliñarse coa polaridade deste campo, e con este cambio miles de veces por segundo, desenvólvese unha enorme cantidade de fricción molecular interna como resultado da tendencia natural do aceiro a resistir os cambios. Deste xeito, a enerxía eléctrica transfórmase, por medio da fricción, en calor.

Non obstante, dado que outra característica inherente da corrente de alta frecuencia é concentrarse na superficie do seu condutor, só se quentan as capas superficiais. Esta tendencia, denominada "efecto pel", é función da frecuencia e, en igualdad de cousas, as frecuencias máis altas son efectivas a profundidades menores. A acción de fricción que produce a calor chámase histérese e obviamente depende das calidades magnéticas do aceiro. Así, cando a temperatura pasou o punto crítico no que o aceiro se fai non magnético, todo o quecemento histerético cesa.

Hai unha fonte adicional de calor debido ás correntes de Foucault que flúen no aceiro como resultado do fluxo que cambia rapidamente no campo. Co aumento da resistencia do aceiro coa temperatura, a intensidade desta acción diminúe a medida que o aceiro se quenta e é só unha fracción do seu valor orixinal "frío" cando se alcanza a temperatura de enfriamento adecuada.

Cando a temperatura dunha barra de aceiro quentada por indución chega ao punto crítico, o quecemento debido ás correntes de Foucault continúa a un ritmo moi reducido. Dado que toda a acción se desenvolve nas capas superficiais, só se ve afectada esa parte. Mantéñense as propiedades orixinais do núcleo, o endurecemento da superficie realízase por enfriamento cando se conseguiu a solución completa de carburo nas áreas superficiais. A aplicación continuada de enerxía provoca un aumento da profundidade da dureza, xa que a medida que cada capa de aceiro se leva á temperatura, a densidade de corrente desprázase á capa inferior que ofrece unha menor resistencia. É obvio que a selección da frecuencia adecuada e o control da potencia e do tempo de quecemento farán posible o cumprimento das especificacións desexadas de endurecemento superficial.

Metalurxia de Calefacción por inducción

O comportamento inusual do aceiro cando se quenta de forma indutiva e os resultados obtidos merecen unha discusión sobre a metalurxia implicada. As taxas de solución de carburo de menos dun segundo, unha dureza máis alta que a producida polo tratamento do forno e un tipo de martensita nodular son puntos a considerar.
que clasifican a metalurxia do endurecemento por indución como “diferente”. Ademais, a descarburación superficial e o crecemento do gran non se producen debido ao curto ciclo de quecemento.

Calefacción de indución produce unha dureza que se mantén ata o 80 por cento da súa profundidade e, a partir de aí, unha diminución gradual a través dunha zona de transición ata a dureza orixinal do aceiro tal e como se atopa no núcleo que non se viu afectado. O vínculo é, polo tanto, ideal, eliminando calquera posibilidade de desgaste ou comprobación.

A solución completa de carburo e a homoxeneidade, como se evidencia pola dureza máxima, pódense conseguir cun tempo total de quecemento de 0.6 segundos. Deste tempo, só 0.2 a 0.3 segundos están realmente por riba do crítico inferior. É interesante notar que os equipos de endurecemento por indución funcionan todos os días nunha base de produción cunha solución de carburo completa, resultado dun ciclo de quecemento e enfriamento, cuxo tempo total é inferior a 0.2 segundos.

A martensita nodular fina e máis homoxénea que resulta do endurecemento por indución é máis evidente nos aceiros ao carbono que co aceiro de aliaxe debido ao aspecto nodular da maioría das martensitas de aliaxe. Esta fina estrutura debe ter para a súa orixe unha austenita que é o resultado dunha difusión de carburo máis profunda que a que se obtén co quecemento térmico. O desenvolvemento practicamente instantáneo de temperaturas críticas en toda a microestrutura do ferro alfa e do carburo de ferro é particularmente propicio para unha rápida solución de carburo e unha distribución de compoñentes que ten como produto inevitable unha austentita completamente homoxénea. Ademais, a conversión desta estrutura en martensita producirá unha martensita que posúe características similares e unha resistencia correspondente ao desgaste ou aos instrumentos penetrantes.

calefacción de alta velocidade por indución

 

=