Процесс индукционной закалки является очень важным методом металлопроизводства и металлообработки. Для повышения прочности металла необходимо поддерживать высокий уровень проработки поверхностного слоя заготовки ( с достижением промышленного стандарта). Поэтому важно внедрить новую технологию в производство как можно скорее..
Для проведения работ по индукционной обработке металла, необходимо использовать специальные установки. Сегодня подобные механизмы занимают важное место на многих предприятиях и часто используются в том числе и для контроля качества производства. В частности, контроля глубины слоя металла и температуры нагрева.
В среднем, мощность закалочных машин колеблется от 7,5 кВт до 600 кВт. Такие механизмы могут обрабатывать изделия диаметром до 2000 мм и глубиной от 1 до 20 мм. Более того, оборудование индукционного нагрева также может точно контролировать скорость перемещения катушки, процесс вращения продукции, процент выходной мощности, глубину слоя и время распыления закалочной жидкости.
Индукционная VS корпусная закалка
Сравнивая два метода производства стальных заготовок, первое существенное различие, которое важно отметить, заключается в самом процессе работы с металлическими деталями. При обычной обработке можно одновременно работать с большим количеством заготовок, в то время как при индукционной закалке основное внимание уделяется одной детали.
Для транспортировки деталей между производственной линией и металлообработкой используется и выстраивается специальная логистика. Индукционное закаливание может быть непосредственно интегрировано в производственную линию как часть производственного цикла с помощью подходящего закалочного станка.
Упрочнение корпуса в деталях
Как уже упоминалось выше, поверхностная обработка выполняется партиями. Как и при индукционной закалке, целью является закаливание внешнего слоя изделия.
В этом случае заготовка упрочняется путем насыщения металла углеродом. Сталь нагревается выше 880°C, чтобы превратиться в аустенит. Затем уголь переносится из среды в виде соединения CO, проникает в деталь через поверхность и делает ее более прочной. Диффузия приводит к тому, что края детали получают больше углерода, в то время как плотность углерода в центре остается неизменной.
Существует два способа повлиять на глубину обработки металла при поверхностного методе закаливания. Первый - точное регулирование и изменение нагрева продукции, например, с помощью специальной пасты для предотвращения нагрева определенных мест. Другой - погружение в воду только определенных частей заготовки.
При использовании этих двух методов результаты не отличаются особой точностью и могут быть воспроизведены в относительно широком диапазоне значений. Именно такие результаты показывают основное различие двух методах закалки: обычном и индукционном.
Индукционная закалка деталей
Как уже упоминалось выше, при таком подходе каждая деталь закаливается индивидуально с использованием технологии индукционной обработки металла. Каждая единица продукции проходит термическую обработку, закалку и отжиг отдельно. Помимо интеграции в производственную линию, большим преимуществом является точный контроль и воспроизводимость результатов. Для этого весь процесс производства от индуктора, приложенной энергии и частоты до отжига специально настраивается для конкретного изделия. Даже для деталей со сложной геометрией это позволяет получить превосходные результаты.
Какой метод лучше?
Подбор процесса изготовления детали, который подходит для конкретного изделия, зависит от многих факторов. Оба метода закалки имеют свои преимущества и недостатки. Однако для массового производства деталей среднего или большого объема индукционный дает ряд преимуществ:
- При использовании подходящей закалочной машины такая обработка может быть полностью интегрирована в цикл производственной линии и автоматизирована.
- При массовом производстве деталей это помогает поддерживать высокое качество производства, что значительно снижает себестоимость единицы продукции.
Виды индукционной закалки
Существует два разных метода закалки с помощью индукции: традиционная "сканирующая" и менее распространенное однократное закаливание.
Именно характеристики заготовки определяют, какой метод должен быть использован. Например, длинный вал большого диаметра требует сканирования, так как мощность, необходимая для однократной закалки, будет просто чрезмерной. Кроме того, существуют детали неправильной формы или сложной геометрии, для которых одноразовая обработка является единственным приемлемым вариантом.
Сканирующие метод предполагает движение заготовки относительно катушки. Метод также подразделяется на вертикальный и горизонтальный. В первом случае продукция удерживается неподвижно в вертикальном положении, а катушка перемещается по ее длине (иногда катушка неподвижна, а деталь движется). Катушка движется с различной скоростью, но обычно она находится в диапазоне 5-25 мм/с.
Основным преимуществом вертикального закаливания является то, что катушку относительно легко изготовить, поскольку она обычно представляет собой круглое кольцо с одним оборотом. Еще одним преимуществом вертикального сканирования является то, что закалочный узел располагается под катушкой. Это означает, что закалочная среда стекает вниз, не мешая нагреву. Можно контролировать глубину обработки в различных зонах заготовки, регулируя скорость вращения катушки и подводимую к ней мощность.
При закалке с горизонтальным сканированием продукция проходит сквозь катушку и закаливается. Одно из преимуществ горизонтального сканирования заключается в том, что оно позволяет уменьшить искажения. Это достигается путем поддержания заготовки в концентрическом положении в катушке, так как это приводит к симметричному нагреву и обработке. Еще одним преимуществом горизонтального сканирования является то, что оно облегчает обработку больших заготовок. Например, этим методом можно закаливать трубы длиной до 6 метров.
Однократная закалка
Однократная закалка предполагает, что вся зона обработки сначала нагревается, а затем закаливается. Такой метод может быть достигнута с помощью многооборотной катушки, охватывающей всю зону заготовки. Но для заготовок с вращательной симметрией обычно используется катушка, повторяющая контур в сочетании с вращением. Змеевики могут быть спроектированы таким образом, чтобы "нагнетать дополнительный жар" в такие зоны, как галтели на фланцевых валах, где часто трудно получить достаточную глубину закалки.
К преимуществам однократной закалки относятся минимизация искажений и оптимальные результаты для деталей со сложной геометрией и/или большим изменением диаметра. Относительно длительное время нагрева при этом методе (по сравнению со сканированием) также благоприятно сказывается на микроструктуре заготовки и остаточных напряжениях. Но даже если время нагрева каждого изделия при однократной больше по сравнению со сканированием, общее время нагрева меньше, так как вся зона нагрева нагревается одновременно.
Для однократной закалки обычно требуется более высокая мощность, чем для сканирования. Эта дополнительная мощность необходима для достижения требуемого повышения температуры во всей зоне закаливаемого изделия. Кроме того, катушки, используемые при однократной обработке, более сложные и дорогие, чем те, которые используются при сканировании. При сканировании такие изменения обычно можно устранить путем корректировки управляющей программы.
Независимо от используемого метода индукционной закалки, индуктор (катушка) является критически важным компонентом. На самом деле, проектирование и испытание катушек часто является процессом с самым длительным временем выполнения при разработке решения для индукционного нагрева. Ключевой причиной этого является тот факт, что катушки зависят от конкретной задачи. Они должны быть разработаны для достижения конкретных результатов на конкретных материалах в конкретных условиях.
Таким образом, перед установкой подобного устройства важно подготовить цех и производство в целом. Однако сделать это самостоятельно бывает нелегко. Если вы не уверены в своих силах, то будет лучше обратиться к специалистам. Ведь любая ошибка может не только сказать на качестве изделия, но и на безопасности производства. Например, вы можете обратиться к компании Станки Трейд . Специалисты этой компании уже много лет работают в сфере производства и установки станкового оборудования. Они помогут в короткие сроки качественно установить новое оборудование в цеху, что поможет вам сразу начать производство и быстро внедрить в работу новую технологию.