İndüksiyonla sertleştirme - uygulama, fiziksel süreç, sertleştirme türleri ve yöntemleri

Bu makale, faz dönüşümleri, yani perlitin östenite dönüşümü olasılığını sağlayan metallerin ısıl işlem türlerinden biri olan indüksiyonla sertleştirmeye odaklanacaktır. Çelik parçalar, indüksiyonla sertleştirme nedeniyle daha yüksek mekanik özellikler kazanır, çünkü bu tür bir işlem sonucunda çeliğin kalitesi önemli ölçüde artar.

Bu nedenle, metallerin yüzey sertleştirme amacıyla ısıl işlemi için indüksiyonla ısıtma... Teknoloji, sertleştirilmiş tabakanın farklı derinliklerini seçmenize olanak tanır, ayrıca işlem kolayca otomatikleştirilir, bu nedenle bu yöntem ilerleyici kabul edilir. Farklı şekillere sahip parçaları katılaştırmak mümkündür.

Yüzey indüksiyonla sertleştirme iki tiptir: yüzey ve yığın-yüzey.

Yüzey ısıtma ile yüzey sertleştirme, bu iş parçasının, çekirdek bozulmadan kalırken, sertleştirilmiş tabakanın derinliğine kadar sertleştirme sıcaklığına kadar ısıtılmasıyla sonuçlanır. Isıtma süresi 1,5 ila 20 saniye, ısıtma hızı saniyede 30 ila 300 ° C'dir.

Yüzeyin hacimsel sertleşmesi, martensitik yapıya sahip bir katmandan daha büyük bir katmanın ısıtılmasıyla karakterize edilir, bu derin ısıtmadır. Çelik, çeliğin sertleşmesiyle belirlenen ısıtılmış tabakanın kalınlığından daha az bir derinliğe kadar tavlanır.

Katılaşma sıcaklığına kadar ısıtılan martensitik yapıdan daha derin derin zonlarda katılaşmış sorbitol veya troostit yapısında katılaşmış zonlar oluşur. Yüzey kürüne göre kürlenme süresi 20-100 saniyeye çıkar, ısıtma hızı saniyede 2-10°C'ye düşer.

Ağır hizmet aksları, dişliler, çaprazlar vb. hacimsel yüzey sertleştirmeye tabi tutulur. İndüksiyonla ısıtma ile diğer ısıtma yöntemleri arasındaki temel fark, ısının doğrudan iş parçasının hacmine salınmasıdır.

Temel olarak süreç aşağıdaki gibidir. Sertleştirilmiş kısım, alternatif akımla çalışan indüktöre yerleştirilir. Değişken bir manyetik alan bir EMF'yi indükler İş parçasının yüzey tabakasında iş parçasını ısıtan girdap akımları oluşur. Alternatif bir manyetik alandan etkilenen bu alanlar yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılır.

Isıtma hızı yüksektir ve yerel ısıtma için bir seçenek vardır. Yüzey etkisinden dolayı iş parçasının yüzeyindeki akım yoğunluğu daha yüksektir, bu nedenle ısıtma sadece gerekli derinliğe kadar mümkündür. Çekirdek hafifçe ısınır.İş parçasının girdap akımlarının ilettiği gücün %87'si penetrasyon derinliğindedir.

Akım penetrasyon derinliği metalin farklı sıcaklıklarında farklı olduğundan, işlem birkaç aşamada gerçekleşir. Öncelikle soğuk metalin yüzey tabakası hızlı bir şekilde ısıtılır, ardından tabaka daha derine ısıtılır ve birinci tabaka çok hızlı bir şekilde daha fazla ısıtılmaz, ardından üçüncü tabaka ısıtılır.

Katmanların her birinin ısıtılması sürecinde, her katmanın ısıtma hızı, karşılık gelen katmanın manyetik özelliklerini kaybetmesiyle azalır. Yani ısı, metalin manyetik özelliklerindeki değişiklikler nedeniyle katmandan katmana yayılır. Bu, akımla aktif ısıtmadır, kelimenin tam anlamıyla saniyeler sürer.

İndüksiyonla ısıtma, iş parçasının kesitindeki sıcaklık dağılımına bağlı olarak, ısıl iletimle ısıtmadan farklıdır.Isıtılan katmanda, sıcaklık merkezden önemli ölçüde daha yüksektir, keskin bir düşüş vardır, çünkü orta kısımda kısmında, manyetik özellikler, dış aktif akım metali zaten aşırı ısıtana kadar kaybolmaz. Akımın frekansı ve ısıtma süresi değiştirilerek iş parçası gerekli derinliğe kadar ısıtılır.

İndüktörün tasarımı genellikle parçanın katılaşma kalitesini belirler. İndüktör, soğutmak için içinden su geçirilen bakır borulardan yapılmıştır. İndüktör ile parça arasında milimetre cinsinden ölçülen belirli bir mesafe korunur ve her tarafta aynıdır.

Su verme, parçanın şekline ve boyutuna ve ayrıca su verme gereksinimlerine bağlı olarak çeşitli şekillerde yapılır. Küçük parçalar önce ısıtılır ve sonra soğutulur.Duş soğutmasında, indüktördeki deliklerden su gibi bir soğutma ortamı beslenir. Parça uzunsa, indüktör söndürme sırasında boyunca hareket eder ve hareketinden sonra su duş deliklerinden beslenir. Sürekli sıralı kürleme yöntemidir.

Sürekli ardışık sertleştirmede, indüktör saniyede 3 ila 30 mm hızla hareket eder ve parçanın bazı kısımları art arda manyetik alanına düşer. Sonuç olarak, parça art arda bölüm bölüm ısıtılır ve soğutulur. Bu şekilde, örneğin krank mili muyluları veya büyük bir dişli çarkın dişleri gibi iş parçasının münferit parçaları da gerektiğinde sertleştirilebilir. Otomasyon araçları, parçayı eşit şekilde hizalamanıza ve indüktörü yüksek hassasiyetle hareket ettirmenize olanak tanır.

Çeliğin markasına ve ön işlem yöntemine bağlı olarak, sertleşme sonrası özellikler farklıdır. İndüksiyonla ısıtma, soğutma ve düşük temperleme modları da sonuçları etkiler.

Geleneksel sertleştirmeden farklı olarak, indüksiyonla sertleştirme çeliği 1-2 HRC daha sert, daha güçlü yapar, daha az tokluğu azaltır ve dayanıklılık sınırını yükseltir. Bunun nedeni östenit tanelerinin öğütülmesidir.

Yüksek ısıtma hızı, perlit-östenit dönüşüm merkezlerinde artışa neden olur. İlk östenit tanesi küçük çıkıyor, yüksek ısıtma hızı ve maruz kalma eksikliği nedeniyle büyüme oluşmuyor.

Martensit kristalleri daha küçüktür. Östenit tanesi 12-15 puandır. Östenitik taneler oluşturma eğilimi düşük olan çelikler kullanıldığında, ince bir tane elde edilir.Başlangıç ​​yapısı biraz dağınık olan parçalar daha kaliteli sonuç olarak elde edilir.

Artık gerilmelerin dağılımı sonucunda dayanma sınırı artar. Sertleşmiş tabakada artık basınç gerilmeleri, bunun dışında ise çekme gerilmeleri mevcuttur. Yorulma başarısızlıkları çekme gerilmeleri ile ilgilidir. Basınç gerilmeleri, parçanın çalışması sırasında dış kuvvetlerin etkisi altındaki yıkıcı çekme kuvvetlerini zayıflatacaktır. Bu nedenle indüksiyonla sertleştirme sonucunda dayanım sınırı yükselir.

İndüksiyonla sertleştirmede belirleyici önem şunlardır: ısıtma hızı, soğutma hızı, düşük sıcaklıklarda sertleştirme modu.