Греење со голема брзина со индукциски систем за греење

Еден од неодамнешните извонредни случувања во областа на термичка обработка е примената на индукција греење до локализирано површинско стврднување. Напредокот направен во зависност од примената на висока фреквентна струја не беше ништо помалку од феноменален. Започнувајќи релативно кратко време како долго баран метод за стврднување на површините на лежиштата на коленестото вратило (неколку милиони од нив се во употреба поставувајќи ги сите временски рекорди), денес го наоѓа овој многу селективен метод на површинско стврднување што создава стврднати површини на мноштво од Делови. Сепак, и покрај неговата денешна широчина на примена, индукциското стврднување сè уште е во почетна фаза. Нејзината веројатна употреба за термичка обработка и стврднување на метали, греење за ковање или лемење или лемење на слични и различни метали е непредвидлива.

Индукциона стврднување резултира со производство на локално стврднати челични предмети со посакуваниот степен на длабочина и цврстина, есенцијална металуршка структура на јадрото, зона на разграничување и зацврстено куќиште, со практичен недостаток на изобличување и без формирање на бигор. Дозволува дизајн на опрема што гарантира механизација на целата операција за да ги исполни барањата на производната линија. Временските циклуси од само неколку секунди се одржуваат со автоматско регулирање на моќноста и интервали на загревање и гаснење во дел од секундата, неопходни за создавање факсимилски резултати од строги специјални фиксации. Опремата за индукциско стврднување му дозволува на корисникот површински да го зацврсти само потребниот дел од повеќето челични предмети и на тој начин да ја одржи оригиналната еластичност и цврстина; да се зацврстат артиклите со сложен дизајн што не може да се третираат изводливо на кој било друг начин; да се елиминира вообичаениот скап предтретман, како што се бакарно обложување и карбуризирање, и скапи последователни операции за исправување и чистење; да се намалат трошоците за материјали со тоа што има широк избор на челици од кои може да се избере; и да се стврдне целосно обработен предмет без потреба од какви било завршни операции.

За обичниот набљудувач се чини дека индукциското стврднување е можно како резултат на одредена енергетска трансформација што се случува во индуктивниот регион на бакар. Бакарот носи електрична струја со висока фреквенција и, во интервал од неколку секунди, површината на парчето челик сместено во овој енергизиран регион се загрева до критичниот опсег и се гаси до оптимална цврстина. За производителот на опрема за овој метод на стврднување тоа значи примена на феноменот на хистереза, вртложни струи и ефект на кожата за ефективно производство на локализирано површинско стврднување.

Загревањето се врши со употреба на високофреквентни струи. Специфично избраните фреквенции од 2,000 до 10,000 циклуси и нагоре од 100 циклуси се користат интензивно во моментов. Струјата од ваква природа што тече низ индуктор произведува високофреквентно магнетно поле во регионот на индукторот. Кога магнетниот материјал како челикот се става во ова поле, постои дисипација на енергија во челикот што произведува топлина. Молекулите во челикот се обидуваат да се усогласат со поларитетот на ова поле, и со тоа што се менува илјадници пати во секунда, се развива огромна количина на внатрешно молекуларно триење како резултат на природната тенденција челикот да се спротивстави на промените. На тој начин електричната енергија преку медиумот на триење се трансформира во топлина.

Меѓутоа, бидејќи друга својствена карактеристика на струјата со висока фреквенција е да се концентрира на површината на нејзиниот проводник, само површинските слоеви се загреваат. Оваа тенденција, наречена „ефект на кожата“, е функција на фреквенцијата и, ако се подеднакви, повисоките фреквенции се ефективни на помали длабочини. Дејството на триење кое произведува топлина се нарекува хистереза ​​и очигледно зависи од магнетните квалитети на челикот. Така, кога температурата ќе ја помине критичната точка во која челикот станува немагнетен, целото хистеретско загревање престанува.

Постои дополнителен извор на топлина поради вртложни струи кои течат во челикот како резултат на брзо менување на флуксот во полето. Со зголемување на отпорноста на челикот со температурата, интензитетот на ова дејство се намалува како што челикот се загрева и е само дел од неговата „ладна“ првобитна вредност кога ќе се достигне соодветната температура на гаснење.

Кога температурата на индуктивно загреаната челична шипка ќе достигне критична точка, загревањето поради вртложни струи продолжува со значително намалена брзина. Бидејќи целото дејство продолжува во површинските слоеви, само тој дел е засегнат. Оригиналните својства на јадрото се одржуваат, а површинското стврднување се постигнува со гаснење кога ќе се постигне целосен раствор на карбид во површините на површината. Континуираната примена на моќта предизвикува зголемување на длабочината на цврстината, бидејќи како што секој слој од челик се доведува до температура, густината на струјата се префрла на слојот под што нуди помал отпор. Очигледно е дека изборот на соодветна фреквенција и контролата на моќноста и времето на загревање ќе го овозможат исполнувањето на сите посакувани спецификации за површинско стврднување.

Металургија на Индуктивно греење

Невообичаеното однесување на челикот кога се загрева индуктивно и добиените резултати заслужуваат дискусија за вклучената металургија. Стапки на раствор на карбид помала од секунда, поголема цврстина од онаа што се добива со третман со печка и нодуларен тип на мартензит се точки на разгледување
кои ја класифицираат металургијата на индукциското стврднување како „различна“. Понатаму, декарбуризацијата на површината и растот на зрната не се случуваат поради краткиот циклус на загревање.

Индуктивно греење произведува цврстина која се одржува низ 80 проценти од нејзината длабочина, а оттука натаму, постепено намалување низ зоната на транзиција до првобитната цврстина на челикот како што се наоѓа во јадрото кое не е засегнато. Според тоа, врската е идеална, елиминирајќи ја секоја шанса за распарчување или проверка.

Целосниот раствор на карбид и хомогеноста, како што е потврдено со максималната цврстина, може да се постигнат со вкупно време на загревање од 0.6 секунди. Од ова време, само 0.2 до 0.3 секунди е всушност над долната критична. Интересно е да се забележи дека опремата за индукциско стврднување е во секојдневна работа на производствена основа со целосен раствор на карбид, кој произлегува од циклус на загревање и гаснење, чие вкупно време е помало од 0.2 секунди.

Финиот нодуларен и похомоген мартензит што произлегува од индукциското стврднување е полесно забележлив кај јаглеродните челици отколку кај легираниот челик поради нодуларниот изглед на повеќето легирани мартензити. Оваа фина структура мора да има за своето потекло аустенит кој е резултат на потемелна дифузија на карбид отколку што се добива со термичко загревање. Практично моменталниот развој на критичните температури низ целата микроструктура на алфа-железото и железен карбид е особено погодна за брз раствор на карбид и дистрибуција на конституенти што има како свој неизбежен производ целосно хомоген устентит. Понатаму, конверзијата на оваа структура во мартензит ќе произведе мартензит кој поседува слични карактеристики и соодветна отпорност на абење или продирачки инструменти.

загревање со голема брзина со индукција

 

=