Trattamento termico di tempra a induzione

Obiettivo di indurimento a induzione per getti e forgiati

Gli obiettivi primari di indurimento a induzione per getti e forgiati sono:

• Indurimento superficiale: per aumentare la durezza e la resistenza all'usura dello strato superficiale, ideale per componenti che vivono in alto attrito o abrasione.

• Migliora la resistenza alla fatica: per migliorare la capacità delle parti di resistere al caricamento ciclico e all'usura senza screpolature o guasti.

• Mantenere la tenacità del nucleo: per mantenere la tenacità e la duttilità del materiale del nucleo, garantire che la parte può resistere a urti e carichi d'urto mantenendo la superficie dura e resistente all'usura.

• Trattamento localizzato: applicare solo tempra a aree specifiche di una parte, tenendo conto di profili di durezza personalizzati, come superfici dure con un nucleo più duro, che è essenziale per i componenti con requisiti variabili in diverse sezioni.

• Maggiore durata: per prolungare la durata della vita dei componenti, aumentando la resistenza all'usura, all'erosione e alla fatica, rendering più affidabile e durevole.

Il processo di tempra a induzione per getti e forgiati

1. Riscaldamento a induzione:

Il componente è soggetto a corrente alternata ad alta frequenza passante attraverso una bobina di induzione, che genera un campo magnetico che cambia rapidamente intorno alla parte. Questo induces correnti parassite nel materiale, che causa il riscaldamento localizzato della superficie alle temperature in genere tra 800 ° c a 1,000 ° c (da 1,470 a 1,830 ° f) per acciai. La profondità del riscaldamento può essere controllata in base alla frequenza della corrente di induzione e alla forma della parte.

Il processo di riscaldamento rapido consente un controllo preciso sulla temperatura dell'area trattata, riducendo al minimo la zona sensibile al calore e garantisce che solo lo strato superficiale richiesto sia riscaldato.

2. Tempra:

Una volta completata la temperatura della superficie richiesta, la parte viene rapidamente temprata, in genere mediante immersione in acqua, olio o aria. Il processo di tempra trasforma lo strato superficiale austenitico in una microstruttura martensitica, che è molto più duro del materiale originale.

Il raffreddamento rapido produce uno strato superficiale duro e resistente all'usura, mentre il nucleo del componente, che non sperimenta lo stesso cambio rapido della temperatura, mantiene la sua tenacità e duttilità.

3. Tempera (opzionale):

A seconda del materiale e delle proprietà richieste, la tempera può essere applicata dopo il processo di tempra a induzione. La tempera richiede di riscaldare la parte temprata a una temperatura inferiore per ridurre la fragili e raggiungere un equilibrio tra durezza e tenacità.

In molti casi, l'indurimento a induzione produce una superficie abbastanza resistente senza bisogno di un maggiore temperamento, ma per componenti soggetti a stress ad alto impatto o complessi, la tempera può essere utilizzata per ottimizzare le proprietà.

Vantaggi dell'indurimento a induzione per getti e forgiati

1. Maggiore durezza superficiale e resistenza all'usura:

Il vantaggio più significativo dell'indurimento a induzione è la creazione di una superficie dura e resistente all'usura. Il processo aumenta la durezza superficiale del componente, lo rende ideale per parti che sono soggette a attrito costante, abrasione o alta usura, come ingranaggi, alberi e rulli.

2. Maggiore resistenza alla fatica:

Il processo di tempra superficiale migliora in modo significativo la resistenza alla fatica del componente trattato. Questo è particolarmente vantaggioso per le parti che sono soggette a carico e scarico ripetuti, come nelle applicazioni automobilistiche e aerospaziali. Lo strato superficiale temprato resiste alle screpolature e estende la durata della parte.

3. Tenacità del nucleo conservata:

Uno dei vantaggi primari dell'indurimento a induzione è che consente un indurimento selettivo della superficie pur mantenendo la tenacità e la duttilità del nucleo. Questo è essenziale per le parti che hanno bisogno di resistere a carichi ad alto impatto o agli urti, come componenti strutturali o parti di macchine pesanti.

4. Precisione e controllo:

L'indurimento a induzione offre un alto grado di precisione sia nella profondità di indurimento che nelle aree specifiche trattate. Mediante la regolazione dei parametri di induzione, inclusa la frequenza di corrente, la potenza e il design della bobina, possiamo personalizzare il profilo di tempra per soddisfare i requisiti precisi di ogni parte, fornendo prestazioni ottimali per applicazioni specifiche.

5. Distorsione ridotta al minimo:

La natura localizzata del processo di tempra a induzione significa che vi è una distorsione termica minima o cambiamenti dimensionali rispetto ad altri metodi di trattamento termico. Questo è particolarmente importante per geometrie complesse e parti con tolleranza stretta, in quanto riduce la necessitàPer la lavorazione post-trattamento.

6. Tempo di elaborazione più veloce:

L'indurimento a induzione è un processo rapido rispetto ai metodi tradizionali come l'indurimento del forno, che lo rende ideale per la produzione ad alto volume. La capacità di riscaldare in modo selettivo le aree specifiche riduce anche il tempo richiesto per trattare parti grandi o complesse, migliorare l'efficienza generale.

7. Efficienza energetica:

Il riscaldamento a induzione è un metodo ad alta efficienza energetica di indurimento superficiale. Il processo riscalda solo la superficie del componente, riduce al minimo gli sprechi energetici e riduce il costo complessivo del trattamento.

Applicazioni di tempra a induzione per getti e forgiati

L'indurimento a induzione è ampiamente utilizzato nelle industrie in cui i componenti devono possedere un'elevata durezza superficiale e resistenza all'usura, pur mantenendo un nucleo resistente e durevole. Alcune applicazioni chiave includono:

Industria automobilistica:

Ingranaggi, alberi a camme, alberi motore, assi e altri componenti del treno di trasmissione che presentano un'elevata usura e stress meccanici.

Sedi valvole, bilancieri e altri componenti del motore che richiedono sia resistenza all'usura che resistenza agli urti.

Macchine edili:

Componenti strutturali, lame e altre parti che richiedono un'elevata durezza superficiale per resistere all'usura, pur mantenendo la tenacità del nucleo per la resistenza agli urti.

Macchinari pesanti:

Ingranaggi, alberi e rulli utilizzati nella costruzione, nelle miniere e nelle macchine agricole che devono resistere all'abrasione costante e al carico meccanico pesante.

Energia e petrolio e Gas:

Componenti come alberi di trivellazione, valvole e altre apparecchiature soggette ad alta usura e fatica, dove la durezza superficiale è critica per un funzionamento prolungato in ambienti difficili.