תהליך משטח הקשחת אינדוקציה

יישומי יישום אינדוקציה הקשחת פני שטח

מהי התקשות אינדוקציה?

התקשות אינדוקציה הוא סוג של טיפול בחום בו מחממים חלק מתכת עם תכולת פחמן מספקת בשדה האינדוקציה ואז מקוררים במהירות. זה מגביר את הקשיות והשבירות של החלק. חימום אינדוקציה מאפשר לך לקבל חימום מקומי לטמפרטורה שנקבעה מראש ומאפשר לך לשלוט במדויק בתהליך ההתקשות. ניתן להבטיח יכולת חזרה לתהליך. בדרך כלל, הקשחת אינדוקציה מוחלת על חלקי מתכת אשר צריכים להיות בעלי עמידות רבה בפני שחיקה, ובמקביל שומרים על תכונותיהם המכניות. לאחר שהושג תהליך התקשות האינדוקציה, יש להרוות את חומר העבודה של המתכת במים, בשמן או באוויר בכדי לקבל מאפיינים ספציפיים של שכבת המשטח.

תהליך משטח התקשות אינדוקציה

התקשות אינדוקציה היא שיטה להקשיח במהירות ובאופן סלקטיבי את פני השטח של חלק מתכת. סליל נחושת הנושא רמה משמעותית של זרם חילופין ממוקם ליד (לא נוגע) לחלק. החום נוצר בקרבת השטח וקרוב אליו על ידי הפסדי זרם אודי והיסטריה. מרווה, בדרך כלל על בסיס מים עם תוספת כמו פולימר, מכוון לחלק או שהוא שקוע. זה הופך את המבנה למרטנסייט, שהוא הרבה יותר קשה מהמבנה הקודם.

סוג פופולרי ומודרני של ציוד הקשחת אינדוקציה נקרא סורק. החלק מוחזק בין מרכזים, מסובב ומועבר דרך סליל פרוגרסיבי המספק חום וכיבוי. המרווה מופנה מתחת לסליל, ולכן כל אזור נתון בחלק מקורר במהירות מייד לאחר החימום. רמת הספק, זמן שהייה, קצב סריקה (הזנה) ומשתני תהליך אחרים נשלטים במדויק על ידי מחשב.

תהליך התקשות מארז המשמש להגדלת עמידות בלאי, קשיות פני השטח וחיי עייפות באמצעות יצירת שכבת משטח מוקשה תוך שמירה על מיקרו מבנה ליבה שאינו מושפע.

התקשות אינדוקציה משמש להגדלת התכונות המכניות של רכיבי ברזל באזור ספציפי. יישומים אופייניים הם הנעה, מתלים, רכיבי מנוע והחתמות. התקשות אינדוקציה מצוינת בתיקון תביעות אחריות / כשלים בשטח. היתרונות העיקריים הם שיפורים בחוזק, עייפות ועמידות ללבוש באזור מקומי מבלי לעצב מחדש את הרכיב.

תהליכים ותעשיות שיכולים להפיק תועלת מהקשחת אינדוקציה:

  • טיפול בחום

  • התקשות שרשרת

  • הקשחת צינור וצינור

  • בניית ספינות

  • אווירי

  • מסילת רכבת

  • רכב

  • אנרגיות מתחדשות

יתרונות הקשחת אינדוקציה:

מועדף לרכיבים הנתונים להעמסה כבדה. אינדוקציה מקנה קשיות פני שטח גבוהה עם מארז עמוק המסוגל להתמודד עם עומסים גבוהים במיוחד. חוזק העייפות מוגבר על ידי התפתחות ליבה רכה המוקפת בשכבה חיצונית קשוחה במיוחד. תכונות אלה רצויות עבור חלקים החווים עומס פיתול ומשטחים החווים כוחות פגיעה. עיבוד אינדוקציה מתבצע בחלק אחד בכל פעם ומאפשר תנועה ממדית צפויה מאוד מחלק לחלק.

  • שליטה מדויקת בטמפרטורה ובעומק ההתקשות

  • חימום מבוקר ומקומי

  • משתלב בקלות בקווי ייצור

  • תהליך מהיר וחוזר על עצמו

  • ניתן להקשיח את כל היצירה על ידי פרמטרים אופטימליים מדויקים

  • תהליך חסכוני באנרגיה

רכיבי פלדה ונירוסטה הניתנים להקשה באמצעות אינדוקציה:

מחברים, אוגנים, הילוכים, מיסבים, צינור, מירוצים פנימיים וחיצוניים, גל ארכובה, גל זיזים, עול, פירי כונן, פירים יציאה, צירים, מוטות פיתול, טבעות מתלה, חוט, שסתומים, מקדחות סלע וכו '.

התנגדות ללבוש מוגברת

יש קשר ישיר בין קשיות לעמידות בלאי. עמידות השחיקה של חלק עולה משמעותית עם התקשות האינדוקציה, בהנחה שהמצב ההתחלתי של החומר הושמע או טופל במצב רך יותר.

חיי כוח ועייפות מוגברים עקב ליבה רכה ומתח דחיסה שיורי על פני השטח

לחץ הדחיסה (הנחשב בדרך כלל לתכונה חיובית) הוא תוצאה של מבנה מוקשה בסמוך לפני השטח שתופס מעט יותר נפח מאשר הליבה והמבנה הקודם.

חלקים עשויים להיות מחוסמים לאחר אינדוקציה הקשחת להתאמת רמת הקשיות, לפי הצורך

כמו בכל תהליך המייצר מבנה מרטנזיטי, הרפיה תוריד את הקשיות תוך הפחתה של שבירות.

מארז עמוק עם ליבה קשוחה

עומק המקרה האופייני הוא .030 "- .120" שהוא עמוק יותר בממוצע מאשר תהליכים כמו carburizing, carbonitriding וצורות שונות של nitriding המבוצעות בטמפרטורות תת קריטיות. בפרויקטים מסוימים כגון אקסלים, או חלקים שעדיין שימושיים גם לאחר שחומר רב נשחק, עומק המקרה עשוי להיות עד חצי אינץ 'ומעלה.

תהליך התקשות סלקטיבי ללא צורך במסכה

אזורים עם ריתוך לאחר או עיבוד שבבי נשארים רכים - מעט מאוד תהליכי טיפול בחום אחרים מסוגלים להשיג זאת.

עיוות מינימלי יחסית

דוגמה: פיר באורך 1 "Ø x 40", ובו שני כתבי-עת מרווחים באופן שווה, כל אחד באורך 2 "הדורש תמיכה בעמידות עומס ובלאי. התקשות אינדוקציה מתבצעת על משטחים אלה בדיוק, באורך כולל של 4 אינץ '. בשיטה קונבנציונאלית (או אם היינו אינדוקציה לכל אורכו לצורך העניין), יהיה עמוד עיוות משמעותי יותר.

מאפשר שימוש בפלדות בעלות נמוכה כגון 1045

הפלדה הפופולארית ביותר המשמשת לחלקים שיש להקשיח היא אינדוקציה היא 1045. היא ניתנת לעיבוד בקלות, בעלות נמוכה, ובשל תכולת פחמן של 0.45% סמלי, היא עשויה להיות קשוחה לאינדוקציה ל -58 HRC +. כמו כן, יש סיכון נמוך יחסית להיסדקות במהלך הטיפול. חומרים פופולריים אחרים לתהליך זה הם 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 ומגהצים שונים.

מגבלות הקשחת אינדוקציה

דורש סליל אינדוקציה וכלים המתייחסים לגיאומטריה של החלק

מכיוון שמרחק צימוד בין חלק לסליל הוא קריטי ליעילות החימום, יש לבחור בקפידה את גודל הסליל ואת קו המתאר שלו. בעוד שלרוב המטפלים יש ארסנל של סלילים בסיסיים לחימום צורות עגולות כמו פירים, סיכות, גלילים וכו ', כמה פרויקטים עשויים לדרוש סליל מותאם אישית, ולעיתים עולה אלפי דולרים. בפרויקטים של נפח בינוני עד גבוה, היתרון בעלות הטיפול המופחתת לחלק עשוי לקזז בקלות את עלות הסליל. במקרים אחרים, היתרונות ההנדסיים של התהליך עשויים להכריע את חששות העלויות. אחרת, עבור פרויקטים בנפח נמוך עלות הסליל ועל הכלים הופכת את התהליך בדרך כלל לבלתי מעשי אם יש לבנות סליל חדש. יש לתמוך בחלק גם בצורה כלשהי במהלך הטיפול. ריצה בין מרכזים היא שיטה פופולרית לחלקי סוג פיר, אך במקרים רבים אחרים יש להשתמש בכלי עבודה מותאמים אישית.

סבירות גבוהה יותר לסדקים בהשוואה לרוב תהליכי הטיפול בחום

זאת בשל החימום והרווחה המהירים, גם הנטייה ליצור נקודות חמות בתכונות / קצוות כגון: פסי מפתח, חריצים, חורים צולבים, חוטים.

עיוות עם התקשות אינדוקציה

רמות העיוות נוטות להיות גבוהות יותר מתהליכים כגון ניטרידינג יונים או גזים, בגלל החום / מרווה המהיר וטרנספורמציה martensitic כתוצאה מכך. עם זאת, התקשות אינדוקציה עשויה לייצר פחות עיוותים מאשר טיפול בחום קונבנציונאלי, במיוחד כאשר היא מוחלת רק על אזור נבחר.

מגבלות מהותיות עם התקשות אינדוקציה

מאז תהליך התקשות אינדוקציה בדרך כלל אינו כרוך בפיזור של פחמן או אלמנטים אחרים, על החומר להכיל מספיק פחמן יחד עם אלמנטים אחרים בכדי לספק יכולת התקשות התומכת בשינוי מרטנזיטי לרמת הקשיות הרצויה. זה בדרך כלל אומר שפחמן נמצא בטווח של 0.40% +, ומייצר קשיות של 56 - 65 HRC. ניתן להשתמש בחומרים נמוכים יותר מפחמן כגון 8620 עם הפחתה כתוצאה מקשיחות בר השגה (40-45 HRC במקרה זה). פלדות כגון 1008, 1010, 12L14, 1117 אינן משמשות בדרך כלל בגלל העלייה המוגבלת בקשיחות הניתנת להשגה.

פרטי תהליך משטח הקשחת אינדוקציה

התקשות אינדוקציה הוא תהליך המשמש להתקשות פני השטח של פלדה ורכיבי סגסוגת אחרים. החלקים שיש לטפל בחום ממוקמים בתוך סליל נחושת ואז מחממים אותם מעל טמפרטורת השינוי שלהם על ידי הפעלת זרם חילופין על הסליל. הזרם המתחלף בסליל גורם לשדה מגנטי מתחלף בתוך פיסת העבודה שגורם למשטח החיצוני של החלק להתחמם לטמפרטורה מעל טווח הטרנספורמציה.

הרכיבים מחוממים באמצעות שדה מגנטי מתחלף לטמפרטורה הנמצאת בטווח הטרנספורמציה או מעלה ואחריו מרווה מיידית. זהו תהליך אלקטרומגנטי המשתמש בסליל משרן נחושת, המוזרם זרם בתדר ספציפי וברמת הספק.