Proceso de superficie de endurecemento por indución

Aplicacións do proceso de endurecemento por indución

Que é o endurecemento por indución?

Indución endurecemento é unha forma de tratamento térmico no que unha parte metálica con contido de carbono suficiente quéntase no campo de indución e arrefríase rapidamente. Isto aumenta a dureza e a fragilidade da peza. O quecemento por indución permítelle ter un quecemento localizado a unha temperatura predeterminada e permite controlar con precisión o proceso de endurecemento. A repetibilidade do proceso está garantida. Normalmente, o endurecemento por indución aplícase a pezas metálicas que precisan ter unha gran resistencia ao desgaste superficial, ao mesmo tempo que conservan as súas propiedades mecánicas. Despois de lograr o proceso de endurecemento por indución, a peza metálica cómpre sacala en auga, aceite ou aire para obter propiedades específicas da capa superficial.

proceso superficial de endurecemento por indución

Indución endurecemento é un método para endurecer de xeito rápido e selectivo a superficie dunha peza metálica. Unha bobina de cobre que leva un importante nivel de corrente alterna colócase preto (sen tocar) da peza. A calor xérase na e preto da superficie por perdas de corrente de Foucault e histéresis. O apagado, normalmente a base de auga cun engadido como un polímero, diríxese á peza ou está mergullado. Isto transforma a estrutura en martensita, que é moito máis dura que a anterior.

Un tipo popular e moderno de equipos de endurecemento por indución chámase escáner. A peza mantense entre os centros, xira e pasa por unha bobina progresiva que proporciona calor e calma. O apagado diríxese debaixo da bobina, polo que calquera área da peza arrefríase rapidamente inmediatamente despois do quecemento. O nivel de potencia, o tempo de permanencia, a velocidade de dixitalización (alimentación) e outras variables de proceso son controlados con precisión por un ordenador.

Proceso de endurecemento de caixa usado para aumentar a resistencia ao desgaste, a dureza superficial e a vida á fatiga mediante a creación dunha capa superficial endurecida mantendo unha microestrutura do núcleo non afectada.

Indución endurecemento úsase para aumentar as propiedades mecánicas dos compoñentes férreos nunha área específica. As aplicacións típicas son o tren motriz, a suspensión, os compoñentes do motor e os estampados. O endurecemento por indución é excelente para reparar reclamacións de garantía / fallos de campo. Os principais beneficios son melloras na resistencia, fatiga e resistencia ao desgaste nunha zona localizada sen ter que redeseñar o compoñente.

Procesos e industrias que poden beneficiarse do endurecemento por indución:

  • Tratamento térmico

  • Endurecemento da cadea

  • Endurecemento de tubos e tubaxes

  • Construcción naval

  • Aeroespaço

  • Railway

  • Automoción

  • Enerxías renovables

Beneficios do endurecemento por indución:

Favorecido para compoñentes que están sometidos a cargas pesadas. A indución confire unha dureza superficial elevada cunha caixa profunda capaz de manexar cargas extremadamente altas. A forza da fatiga increméntase co desenvolvemento dun núcleo brando rodeado por unha capa exterior extremadamente resistente. Estas propiedades son desexables para pezas que experimentan carga torsional e superficies que experimentan forzas de impacto. O procesamento por indución realízase unha parte á vez permitindo un movemento dimensional moi predecible dunha parte a outra.

  • Control preciso da temperatura e profundidade de endurecemento

  • Calefacción controlada e localizada

  • Fácilmente integrado nas liñas de produción

  • Proceso rápido e repetible

  • Cada peza pode endurecerse mediante parámetros optimizados precisos

  • Proceso de eficiencia enerxética

Compoñentes de aceiro e aceiro inoxidable que poden endurecerse con indución:

Elementos de fixación, bridas, engrenaxes, rodamentos, tubos, rodas interiores e exteriores, cigüeñais, árbores de levas, xugos, eixes de transmisión, eixes de saída, fusos, barras de torsión, aneis de rotación, arame, válvulas, brocas de rocha, etc.

Aumento da resistencia ao desgaste

Existe unha correlación directa entre a dureza e a resistencia ao desgaste. A resistencia ao desgaste dunha peza aumenta significativamente co endurecemento por indución, supoñendo que o estado inicial do material foi recocido ou tratado nun estado máis suave.

Aumento da resistencia e fatiga debido á tensión por compresión residual e núcleo brando na superficie

A tensión por compresión (normalmente considerada un atributo positivo) é o resultado de que a estrutura endurecida preto da superficie ocupa lixeiramente máis volume que o núcleo e a estrutura anterior.

As pezas poden temperarse despois Indución endurecemento para axustar o nivel de dureza, como desexe

Como ocorre con calquera proceso que produce unha estrutura martensítica, o temperado reducirá a dureza mentres diminúe a fragilidade.

Funda profunda con núcleo resistente

A profundidade típica do caso é de 030 "- 120", que é máis profunda en media que procesos como a carburación, a carbonitruración e varias formas de nitruración realizadas a temperaturas subcríticas. Para certos proxectos como os eixos ou pezas que aínda son útiles mesmo despois de que se desgaste moito material, a profundidade da caixa pode ser de ata ½ polgada ou máis.

Proceso de endurecemento selectivo sen enmascaramento

As áreas con post-soldadura ou post-mecanizado mantéñense suaves; moi poucos outros procesos de tratamento térmico son capaces de conseguilo.

Distorsión relativamente mínima

Exemplo: un eixe de 1 "Ø x 40" de lonxitude, que ten dous soportes espaciados uniformemente, cada un de 2 "de longo que requiren soporte dunha carga e resistencia ao desgaste. O endurecemento por indución realízase só nestas superficies, cunha lonxitude total de 4 ”. Cun método convencional (ou se a inducción endurecía toda a lonxitude para ese asunto), habería un significativo aumento da deformación.

Permite o uso de aceiros de baixo custo como 1045

O aceiro máis popular utilizado para pezas que se endurecen por indución é 1045. É facilmente mecanizable, de baixo custo e, debido a un contido de carbono do 0.45% nominal, pode endurecerse por indución a 58 HRC +. Tamén ten un risco relativamente baixo de fisuración durante o tratamento. Outros materiais populares para este proceso son 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 e varios ferro fundido.

Limitacións do endurecemento por indución

Require unha bobina de indución e ferramentas relacionadas coa xeometría da peza

Dado que a distancia de acoplamiento entre pezas e bobinas é fundamental para a eficiencia do quecemento, o tamaño e o contorno da bobina deben seleccionarse coidadosamente. Aínda que a maioría dos tratadores teñen un arsenal de bobinas básicas para quentar formas redondas como eixes, pasadores, rolos etc., algúns proxectos poden requirir unha bobina personalizada, ás veces custando miles de dólares. En proxectos de volume medio a alto, o beneficio dun custo reducido de tratamento por peza pode compensar facilmente o custo da bobina. Noutros casos, os beneficios de enxeñaría do proceso poden superar os problemas de custo. Se non, para proxectos de baixo volume, o custo da bobina e da ferramenta normalmente fai que o proceso non sexa práctico se hai que construír unha nova bobina. A peza tamén debe apoiarse dalgún xeito durante o tratamento. Correr entre centros é un método popular para as pezas de tipo eixe, pero en moitos outros casos hai que empregar ferramentas personalizadas.

Maior probabilidade de rachar en comparación coa maioría dos procesos de tratamento térmico

Isto débese ao rápido quecemento e apagado, tamén á tendencia a crear puntos quentes en funcións / bordos como: chaves, ranuras, buratos cruzados, fíos.

Distorsión con endurecemento por indución

Os niveis de distorsión adoitan ser maiores que os procesos como a nitruración de ións ou gases, debido á rápida calor / calma e á transformación martensítica resultante. Dito isto, o endurecemento por indución pode producir menos distorsión que o tratamento térmico convencional, especialmente cando só se aplica a unha área seleccionada.

Limitacións de materiais con endurecemento por indución

Unha vez que o proceso de endurecemento da indución normalmente non implica difusión de carbono ou outros elementos, o material debe conter suficiente carbono xunto con outros elementos para proporcionar endurecemento soportando a transformación martensítica ata o nivel de dureza desexado. Isto normalmente significa que o carbono está no rango do 0.40% +, producindo unha dureza de 56 a 65 HRC. Pódense empregar materiais con baixo contido de carbono como o 8620 cunha reducción resultante da dureza alcanzable (40-45 HRC neste caso). Normalmente non se usan aceiros como 1008, 1010, 12L14, 1117 debido ao limitado aumento da dureza alcanzable.

Detalles do proceso de endurecemento por indución

Indución endurecemento é un proceso utilizado para o endurecemento superficial de aceiro e outros compoñentes de aliaxe. As pezas a tratar térmicamente colócanse dentro dunha bobina de cobre e logo quéntanse por encima da súa temperatura de transformación aplicando unha corrente alterna á bobina. A corrente alterna na bobina induce un campo magnético alternativo dentro da peza que fai que a superficie exterior da peza quente a unha temperatura superior ao intervalo de transformación.

Os compoñentes quéntanse mediante un campo magnético alternativo a unha temperatura dentro ou superior ao intervalo de transformación seguido de apagado inmediato. É un proceso electromagnético que usa unha bobina indutora de cobre, que se alimenta cunha corrente a unha frecuencia e nivel de potencia específicos.