tiedustella

Korkeataajuista induktiokarkaisua käytetään samanaikaisen pintalämmityksen toteuttamiseen

  Korkeataajuista karkaisukuumennusta on kaksi: ensimmäinen on samanaikainen lämmitys ja karkaisu, toisin sanoen sammutettavan työkappaleen pinta lämmitetään samanaikaisesti, mitä seuraa jyrkkä jäähdytys; Toinen on peräkkäinen karkaisu, eli induktiokuumentamalla pieni osa työkappaleen pinnasta, samalla kun työkappaletta siirretään ylhäältä alas niin, että pinta lämpenee ja jäähtyy peräkkäin.

  Monilajikkeiden ja pienten erien osien valmistuksessa eri materiaalit saattavat joutua käyttämään erilaisia ​​sammutusaineita, joten enimmäkseen käytetään samanaikaisen lämmityksen sammutusmenetelmää. Jos osien, joilla on suuri karkaisupinta-ala, rajoittaa laitteen teho ja muut tekijät, jatkuvaa lämmitystä harkitaan karkaisussa.

1. Martensiittisen ruostumattoman terästyökappaleen sisäreiän suurtaajuinen pintakarkaisu

(1) Käsittelyvaikeudet

Martensiittisen ruostumattoman teräksen sisäreiän korkeataajuinen pintakarkaisu omaksuu samanaikaisen lämmityksen, käsittelyn vaikeus piilee ruostumattoman teräksen materiaalin ja reiän sisäpinnan sammuttamisessa.

Korkeataajuisessa induktiokuumennusprosessissa, kun lämpötila ylittää materiaalin demagnetointipisteen (raudan ja teräksen demagnetointipisteen lämpötila on yleensä 700 ~ 800 ℃), materiaalin sähkömagneettinen induktiokyky laskee ja lämmitysnopeus laskee useita kertoja, vaikeuttaa lisälämmitystä. Ja ruostumattoman teräksen lämpökäsittelylämpötila on korkea, yli 1000 ℃, lämmitys materiaalin sammutuslämpötilaan on vaikeampaa. Toisaalta korkeasta lämpökäsittelylämpötilastaan, joka on lähellä materiaalin sulamispistettä, vaikka kuumennusnopeus magneettipisteen menetyksen yläpuolella pienenee, lämmitysnopeus on silti nopeampi kuin perinteinen lämpökäsittely ja vaikeaa hallintaan, on olemassa riski pinnan ylikuumenemisesta ja osien sulamisesta.

Rengasmainen vaikutus on yksi kolmesta induktiolämmityksen päävaikutuksesta ja se on myös syynä sisäreiän lämmityksen vaikeuteen. Kun työkappaletta kuumennetaan induktiokäämin avulla, induktiokäämin läpi kulkeva virta keskittyy induktiokäämin sisäpinnalle. Kun lämmitetään työkappaleen ulkopintaa, induktiokäämin sisäpinnan tulee olla suhteessa työkappaleen ulkopintaan, mikä edistää työkappaleen kuumenemista, kun taas lämmitettäessä työkappaleen sisäreiän pintaa suunta on juuri päinvastainen, mikä vähentää merkittävästi induktorin sähköistä hyötysuhdetta eikä edistä työkappaleen kuumenemista. Lisäksi sisäisen reiän induktiokarkaisua suoritettaessa lämmityspinta on työkappaleen sisällä, joten käyttäjän ei ole helppoa tarkkailla suoraan ulkopuolelta, mikä lisää käyttövaikeutta jossain määrin.

Joidenkin tuotteiden pallomainen laakeri (katso kuva 1) vaatii sf28mm pallokarkaisun, materiaali on ruostumaton martensiittiteräs 20Cr13, sammutuskovuus 35 ~ 45HRC. Yllämainittujen kuumennusvaikeuksien lisäksi työkappaleen kuumennuspinta on pallomainen suoran sijaan. Sisäreiän läpi, mikä väistämättä aiheuttaa anturin ja työkappaleen lämmityspinnan välisen raon suurenemisen, mikä vähentää sähkötehokkuutta entisestään. Rengasmaisen vaikutuksen työkappaleen lämmitykseen kohdistuvan haitallisen vaikutuksen voittamiseksi kelaan asetetaan magneettinen johtavuus, joka muuttaa magneettikentän jakautumista ja pakottaa sähkövirtauksen suunnan lähelle lämmitettävän työkappaleen pintajakaumaa, lämmitysvaikutuksen parantamiseksi. Työkappaleen sisäreikä on kuitenkin pieni, joten anturin ja työkappaleen välinen rakoetäisyys sekä itse anturin koko poistetaan. Anturin sisähalkaisija on alle 13 mm, joten sitä ei voida varustaa magneettisella johtavalla rungolla. Työkappaleen induktiokarkaisu voidaan tehdä vain optimoimalla prosessiparametreja ja parantamalla lämmitysprosessia laitteen kapasiteetin maksimoimiseksi.

Pallomainen laakeri

Pallomainen laakeri

(2) Sammutusprosessikaavio

Sammutusprosessikaavio sisältää kuumennusajan, sammutuslämpötilan ja sammutusväliaineen.

Monet ihmiset ajattelevat, että korkeataajuinen induktiokarkaisu kuuluu hetkelliseen lämmitykseen, joka voi saavuttaa sammutuslämpötilan muutamassa sekunnissa. Tämä käsitys kuvastaa yleistä tilannetta, mutta se ei ole kattava. Joissakin tapauksissa lämmitysnopeus on hitaampi, ja joissakin erikoistapauksissa jännitteen vähentäminen ja muut keinot osien lämmitysnopeuden hidastamiseksi voivat täyttää jonkin erityisen työkappaleen tarpeet tai erityiset tekniset vaatimukset. Työkappaleelle monien haitallisten tekijöiden olemassaolon vuoksi nopea kuumennus ei ole realistista, ottaen huomioon visuaalisen lämpötilan muutoksen tarve ja ylikuumenemisen tai jopa pinnan sulamisilmiön estäminen, karkaisulaadun varmistamiseksi tulee perustua hitaampaan lämmitykseen. korko. Jos kuumennusnopeus on liian hidas, pintakarkaisun edut menetetään ja kovetuskerros on liian suuri lämmönjohtavuuden vuoksi. Käytäntö osoittaa, että on sopivampaa ohjata työkappaleen kuumennusaikaa 2.5 ~ 3 minuutin sisällä.

Työkappaleen karkaisulämpötila tulee määrittää terästyypin, alkuperäisen rakenteen ja vaiheenmuutosvyöhykkeen kuumennusnopeuden mukaan. Tietyissä terästyypin ja alkuperäisen rakenteen olosuhteissa sammutuslämpötila määräytyy pääasiassa kuumennusnopeuden mukaan. Mitä suurempi lämmitysnopeus on, sitä korkeampaa sammutuslämpötilaa tarvitaan. Korkeataajuisen sammutuksen kuumennusnopeus on paljon suurempi kuin tavallinen lämpökäsittely, joten suurtaajuinen sammutuslämpötila on yleensä korkeampi kuin tavanomainen lämpökäsittely. Pallomaisten laakereiden lämmittämisessä on monia vaikeuksia eri syistä johtuen, eikä sammutuslämpötila saa olla liian korkea. Mitä korkeampi sammutuslämpötila on, sitä vaikeampi se on saavuttaa, mikä on myös yksi syy valita hitaampi lämmitysnopeus. Vaikka valitaan hitaampi lämmitysnopeus, se on silti nopea lämmitys. Hitaamman kuumennusnopeuden huomioon ottaminen tarkoittaa, että austenisointiaika on pidempi kuin nopean lämmitysajan. Monien tekijöiden kattavan analyysin jälkeen sammutuslämpötilan tulisi olla yhtä suuri tai hieman korkeampi kuin tavanomaisessa lämpökäsittelyssä.

Martensiittinen ruostumaton teräs hyvä karkaistuvuus, työkappaleen koko ei ole kovin suuri, ilmajäähdytys voidaan sammuttaa kokonaan. Pallomaisen laakerin tehollinen paksuus on alle 10 mm, ja pinta on sammutettu. Teoriassa tulisi valita ilmajäähdytyssammutus. Samanaikaisesti ottaen huomioon matalan karkaisulämpötilan valinnan erityistilanne, jotta voidaan varmistaa työkappaleen sammutusvaikutus ja täyttää kovuusvaatimukset, ilmajäähdytyksellä on väistämättä tiettyjä epävarmoja tekijöitä, joten siitä tulee väistämätön valinta valita karkaisuväliaine nopeammalla jäähdytysnopeudella korvaamaan alhaisen sammutuslämpötilan mahdolliset viat. Öljyn jäähdytysnopeus on selvästi parempi kuin ilmajäähdytyksen, ja se on tavallaan hitaampi kaikenlaisten karkaisuaineiden joukossa. Karkaisuvaikutus voidaan saavuttaa liottamalla öljyä välittömästi sen jälkeen, kun työkappale on lämmitetty karkaisulämpötilaan. Hitaampi jäähdytysnopeus voi täyttää tekniset vaatimukset vakaasti ja tehokkaasti ilman halkeamia ja muita vikoja.

(3) Todellinen vaikutus

Kun pallomainen laakeri on sammutettu yllä olevan kaavion mukaisesti, pallomainen kovuus on yli 45 HRC. 480 °C:ssa karkaisun jälkeen kovuus on edelleen yli 40 HRC, ja jokaisen työkappaleen ja työkappaleen eri osien kovuusjakauma on tasainen ja vakaa, mikä osoittaa, että työkappale täyttää täysin karkaisuvaatimukset. Työkappaleen onnistunut karkaisu tarjoaa käyttökelpoisen referenssin ruostumattoman teräksen työkappaleen pintakarkaisuun ja vaikeasti lämmitettävään sisäreikään.

2. Suurten osien syväkarkaistujen kerrosten korkeataajuinen pintakarkaisu

(1) Käsittelyvaikeudet

Tämän työkappaleen suurtaajuuskarkaisussa käytetään myös samanaikaista kuumennusmenetelmää. Koneistuksen vaikeus piilee laitteiden tehon ja virran taajuuden rajoituksissa.

Korkeataajuussammutus on lyhytaikainen nopea lämmitys, joka on lämmitettävä erittäin korkeaan lämpötilaan hyvin lyhyessä ajassa ja joka tarvitsee riittävän lämmitystehoa perustana. Mitä suurempi pinta-ala työkappaletta on lämmitettävä, sitä suurempi on tehon tarve. Kun lämmitetty pinta saavuttaa tietyn tason, samanaikainen lämmitys on vaikea toteuttaa laitteiden tehon rajoituksen vuoksi.

Kun työkappaletta lämmitetään induktiolla, virran tunkeutumissyvyys määräytyy virran taajuuden mukaan. Tämän periaatteen ansiosta virtataajuudesta tulee päätekijä kovettumiskerroksen syvyyden määrittämisessä. Korkeataajuisten sammutuslaitteiden nykyinen taajuus on yleensä kiinteä, kuten korkeataajuisten laitteiden nykyinen taajuus on 200–300 kHz, vastaava lämpöläpäisysyvyys on 0.9–1.1 mm, mikä rajoittaa kovettumiskerroksen syvyyden syvenemistä.

Tuotteen vetotappi (sammutusasento kuvan 2 mukaisesti) on olennainen osa tuotetta ja materiaali on 40Cr seostettua rakenneterästä. F 89 mm:n pyöreän ulkopinnan on oltava korkeataajuinen karkaisu, karkaisukovuuden on oltava 50 ~ 60 HRC ja kovettumiskerroksen syvyys on 2.5 - 4.5 mm. Työkappaleella on suuri karkaisupinta, mikä vaatii suuren tehon lämmittämiseen. Sitä paitsi ongelma, jolla on suurempi vaikutus lämmitykseen, on se, että karkaisuosa on työkappaleen uraosa, ja myös induktorin valmistaminen on suuri vaikeus. Kuten antureiden valmistus tavanomaisella menetelmällä, eli anturin sisähalkaisija on hieman suurempi kuin sammutuspinnan halkaisija, anturien on oltava tuotantopaikalla, erittäin ongelmia ja työkappaleen sammutuksen on vaurioitettava anturia jokaiseen korkean työkappaleen pintaan. taajuus sammutus on tehtävä vastaava anturi, on myös tuotanto kunkin anturin virhe; Jos induktorin sisähalkaisija on suurempi kuin viereisen osan halkaisija, eli suurempi kuin 111 mm, induktorin ja sammutusosan välinen etäisyys kasvaa 11 mm, ja induktion lämmitystehokkuus pienenee merkittävästi. Kovetuskerroksen osalta syvyysalue 2.5 - 4.5 mm on 2.5 - 4.5 kertaa normaali lämmön tunkeutumissyvyys. Kovetuskerroksen syvyyden parantamiseksi voidaan tarkoituksenmukaisesti käyttää lämmönjohtavuuden periaatetta, eli lämmönjohtavuusominaisuutta pinnasta keskelle voidaan käyttää lämmityskerroksen paksuuden lisäämiseen. Pelkästään lämmönjohtamiseen perustuva menetelmä vaatii kuitenkin suuren lämpötilaeron pinnasta sisäpuolelle. Kun karkaisukerroksen vaadittu syvyys saavuttaa karkaisulämpötilan, pintalämpötila on jo liian korkea, mikä johtaa pintakudoksen ylikuumenemiseen, ylipalamiseen ja muihin virheisiin.

Vetotapin sammutusasento

(2) Sammutusprosessikaavio

Työkappaleen sammutuksen lopettamiseksi valmistetaan erityinen induktori, vahvistetaan prosessin ohjausta ja otetaan käyttöön jaksottainen lämmitysmenetelmä.

Monet ominaisuudet yhdistettynä vetotapin tuotantotapaan, muuttavat perinteiset anturit tekevät antureille puoliympyrän ja ylittävät perinteisen anturin korkeataajuisten ongelmien sammuttamiseen, työkappale voi olla mahdollisimman pieni etäisyys antureiden ja lämmityspinnan välillä, ja se voi tehdä työkappaleen karkaisu helposti antureilla. Erityisoperaatiossa työkappaletta pyöritetään samankeskisesti kelaan nähden, jotta saavutetaan se erityinen vaikutus, että puoliympyrä lämmitetään hetkessä ja lämmitetään kaikki karkaistut pinnat kokonaisuutena (katso kuva 3).

Kaikkien karkaistujen pintojen lämmityksen erikoisvaikutus

Edellinen on kuvattu, teräsmateriaali kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan magneettisesti, lämmitysnopeus laskee useita kertoja. Varsinaisessa lämmitysprosessissa, kun pinnalla on ohut kerros, joka ylittää magneettisen häviöpisteen, pyörrevirran intensiteetti ohuen kerroksen vieressä olevassa sisäisessä liitoksessa nousee yhtäkkiä ja siitä tulee nopeimman kuumennusnopeuden omaava osa, mikä johtaa ilmiö, että korkean lämpötilan pinnan lämmitysnopeus laskee ja lämpötila risteyksessä kiihtyy ja siirtyy sitten sisäänpäin. Tämä ilmiö on hyödyllinen lisäämään kovettumiskerroksen syvyyttä, mutta pinnan kuumenemisnopeus korkean lämpötilan alueella on paljon nopeampi kuin rajan sisällä olevat osat, pinnan ylikuumeneminen, ylipalamistaipumus on edelleen erittäin vakava. Tässä vaiheessa on tarpeen selvittää jännite, lämmitysnopeus ja muut optimaalisen konfiguraation parametrit, lämmitysprosessin tiukka valvonta, sillä edellytyksellä, että laatu varmistetaan mahdollisimman pitkälle kovetuskerroksen syvyyden lisäämiseksi.

Vetotappi vaatii suuren karkaisukerroksen syvyyden, ja yksinkertainen parametriohjaus puuttuu vielä täysin teknisten vaatimusten täyttämisessä, joten kannattaa käyttää muita tekniikoita. Jaksottainen lämmitys, eli kun sammutuslämpötilaa ei saavuteta, lämmityksen väliaikainen pysäytys, jotta työkappaleen pinta lämmön johtuminen enemmän sisäänpäin, ja sitten alkaa lämmitys uudelleen. Tämä vastaa lämmönjohtamisajan pidentämistä, pinnan vähentämistä sisäiseen lämpötilagradienttiin, toistetaan useita kertoja, pintalämpötila ei ole liian korkea ja aiheuta ylikuumenemista, ylipalamista. Tasaisemman sammutuslämpötilan saavuttamiseksi 2.5–4.5 mm pinnasta sisäänpäin.

(3) Todellinen vaikutus

Sen jälkeen kun on toteutettu toimenpiteitä, kuten anturin suunnittelun parantaminen, prosessiparametrien optimointi, ajoittainen lämmitys jne., vetotapin pinnan kovuus suurtaajuisen sammutuksen jälkeen voi olla vakaa noin 55 HRC:hen, kovetuskerroksen syvyys on yli 3 mm, käyttö korkeataajuinen karkaisu vastaamaan välitaajuiseen karkaisuun sopivan karkaisukerroksen syvyyden vaatimuksia. Induktorin parantamisen ansiosta työkappaletta voidaan sammuttaa jatkuvasti yksitellen, mikä parantaa tehokkaasti työskentelytehokkuutta.

3. Asiat, jotka tarvitsevat huomiota

Käsittelyn laadun varmistamiseksi on huomioitava seuraavat asiat:

(1) Laitteiden huolto on erittäin tärkeää. Suurtaajuisen induktorin ja työkappaleen välisen etäisyyden tulee olla mahdollisimman pieni, jotta sen tehohäviö pienenisi ja samanaikaisen lämmityksen tehotarve voidaan varmistaa mahdollisimman hyvin.

(2) Induktorin yleisin muoto on tehdä spiraalimuoto punaisella kupariputken mutkalla. Tällaista induktoria suunniteltaessa ja valmistettaessa tulisi käyttää mahdollisimman pitkälle punaista kupariputkea, jonka halkaisija on suurempi, ja kierrosten määrää tulee vähentää induktiivisen reaktanssin vähentämiseksi ja lämmitystehokkuuden varmistamiseksi.

4. Päätelmä

Suurtaajuinen induktiokarkaisu on monimutkainen prosessi, joka kuuluu lämpökäsittelyn erikoislämpökäsittelykategoriaan, mutta samanaikaista lämmitystä on vaikeampi toteuttaa. Tietyissä toiminnoissa on otettava huomioon laitteiden teho, työtaajuus, anturit ja lämpökäsittelyparametrit, organisaation muunnos, sammutusaine ja materiaalitekijät, kuten jäähdytystapa, jotta saavutettaisiin näiden tekijöiden paras sovitus, maksimoitaisiin laitteiden potentiaali, niin pitkälle kuin mahdollista. tyydyttää useita lajikkeita, pienen erän työkappaleen sammutustarpeita samanaikaisesti.

Jaa tämä artikkeli alustallesi:

virhe:

Pyydä tarjous