Proses Permukaan Pengerasan Induksi

Aplikasi Proses Permukaan Pengerasan Induksi

Apa itu pengerasan induksi?

Pengerasan induksi adalah suatu bentuk perlakuan panas dimana bagian logam dengan kandungan karbon yang cukup dipanaskan dalam bidang induksi dan kemudian didinginkan dengan cepat. Ini meningkatkan kekerasan dan kerapuhan bagian tersebut. Pemanasan induksi memungkinkan Anda memiliki pemanasan lokal ke suhu yang ditentukan sebelumnya dan memungkinkan Anda mengontrol proses pengerasan secara tepat. Pengulangan proses dengan demikian dijamin. Biasanya, pengerasan induksi diterapkan pada bagian logam yang harus memiliki ketahanan aus permukaan yang tinggi, sekaligus mempertahankan sifat mekanisnya. Setelah proses pengerasan induksi tercapai, benda kerja logam perlu dipadamkan dalam air, minyak atau udara untuk mendapatkan sifat spesifik dari lapisan permukaan.

proses permukaan pengerasan induksi

Pengerasan induksi adalah metode pengerasan permukaan bagian logam dengan cepat dan selektif. Sebuah kumparan tembaga yang membawa arus bolak-balik yang signifikan ditempatkan di dekat (tidak menyentuh) bagian tersebut. Panas dihasilkan di, dan dekat permukaan oleh arus eddy dan kerugian histeresis. Quench, biasanya berbahan dasar air dengan tambahan seperti polimer, diarahkan ke bagian atau bagian yang terendam. Ini mengubah struktur menjadi martensit, yang jauh lebih keras daripada struktur sebelumnya.

Jenis peralatan pengerasan induksi modern yang populer disebut pemindai. Bagian ditahan di antara pusat, diputar, dan dilewatkan melalui kumparan progresif yang menyediakan panas dan pendinginan. Quench diarahkan ke bawah kumparan, sehingga area tertentu dari bagian tersebut didinginkan dengan cepat segera setelah pemanasan. Tingkat daya, waktu tunggu, kecepatan pindai (umpan), dan variabel proses lainnya dikontrol secara tepat oleh komputer.

Proses pengerasan kotak digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus, kekerasan permukaan dan umur kelelahan melalui pembuatan lapisan permukaan yang diperkeras sambil mempertahankan mikrostruktur inti yang tidak terpengaruh.

Pengerasan induksi digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik komponen besi di area tertentu. Aplikasi umumnya adalah powertrain, suspensi, komponen mesin, dan stempel. Pengerasan induksi sangat baik untuk memperbaiki klaim garansi / kegagalan di lapangan. Manfaat utamanya adalah peningkatan kekuatan, kelelahan, dan ketahanan aus di area lokal tanpa harus mendesain ulang komponen.

Proses dan Industri yang mendapatkan keuntungan dari pengerasan induksi:

  • Perawatan panas

  • Pengerasan rantai

  • Pengerasan Tabung & Pipa

  • pembuatan kapal

  • Aerospace

  • jalan kereta api

  • Otomotif

  • Energi terbarukan

Manfaat Pengerasan Induksi:

Disukai untuk komponen yang mengalami beban berat. Induksi memberikan kekerasan permukaan yang tinggi dengan casing dalam yang mampu menangani beban yang sangat tinggi. Kekuatan fatik meningkat dengan pengembangan inti lunak yang dikelilingi oleh lapisan luar yang sangat keras. Properti ini diinginkan untuk suku cadang yang mengalami pembebanan torsi dan permukaan yang mengalami gaya benturan. Pemrosesan induksi dilakukan satu bagian pada satu waktu yang memungkinkan pergerakan dimensi yang sangat dapat diprediksi dari bagian ke bagian.

  • Kontrol yang tepat atas suhu dan kedalaman pengerasan

  • Pemanasan terkontrol dan terlokalisasi

  • Diintegrasikan dengan mudah ke dalam lini produksi

  • Proses cepat dan berulang

  • Setiap benda kerja dapat diperkuat dengan parameter yang dioptimalkan secara presisi

  • Proses hemat energi

Komponen baja dan baja tahan karat yang dapat dikeraskan dengan induksi:

Pengencang, flensa, roda gigi, bantalan, tabung, balapan dalam dan luar, poros engkol, poros bubungan, yoke, poros penggerak, poros keluaran, spindel, batang torsi, cincin slewing, kawat, katup, bor batu, dll.

Peningkatan Ketahanan Aus

Ada korelasi langsung antara kekerasan dan ketahanan aus. Ketahanan aus suatu bagian meningkat secara signifikan dengan pengerasan induksi, dengan asumsi keadaan awal material dianil, atau dirawat ke kondisi yang lebih lembut.

Peningkatan Kekuatan & Umur Kelelahan karena Soft Core & Sisa Tekanan Kompresi di Permukaan

Tegangan tekan (biasanya dianggap sebagai atribut positif) adalah hasil dari struktur yang mengeras di dekat permukaan yang menempati volume sedikit lebih banyak daripada inti dan struktur sebelumnya.

Bagian mungkin menjadi Marah setelahnya Pengerasan Induksi untuk Menyesuaikan Tingkat Kekerasan, sesuai keinginan

Seperti proses lainnya yang menghasilkan struktur martensitik, temper akan menurunkan kekerasan sekaligus mengurangi kerapuhan.

Kasus Dalam dengan Inti Tangguh

Kedalaman kasus tipikal adalah .030 "- .120" yang rata-rata lebih dalam daripada proses seperti karburasi, carbonitriding, dan berbagai bentuk nitridasi yang dilakukan pada suhu sub-kritis. Untuk proyek tertentu seperti sumbu, atau bagian yang masih berguna bahkan setelah banyak bahan yang aus, kedalaman casing dapat mencapai ½ inci atau lebih.

Proses Pengerasan Selektif tanpa Perlu Masking

Area dengan pasca-pengelasan atau pasca-pemesinan tetap lembut - sangat sedikit proses perlakuan panas lain yang dapat mencapai hal ini.

Distorsi Relatif Minimal

Contoh: poros dengan panjang 1 "Ø x 40", yang memiliki dua jurnal dengan jarak yang sama, masing-masing sepanjang 2 "membutuhkan dukungan beban dan ketahanan aus. Pengerasan induksi dilakukan hanya pada permukaan ini, dengan panjang total 4 ”. Dengan metode konvensional (atau jika kita induksi mengeras seluruh panjang dalam hal ini), akan ada lebih banyak lengkungan.

Mengizinkan penggunaan Baja Berbiaya Rendah seperti 1045

Baja yang paling populer digunakan untuk bagian yang akan dikeraskan secara induksi adalah 1045. Baja ini mudah dikerjakan, biaya rendah, dan karena kandungan karbon 0.45% nominal, dapat dikeraskan secara induksi hingga 58 HRC +. Ini juga memiliki risiko retak yang relatif rendah selama perawatan. Bahan populer lainnya untuk proses ini adalah 1141/1144, 4140, 4340, ETD150, dan berbagai besi cor.

Batasan Pengerasan Induksi

Membutuhkan Kumparan Induksi dan Perkakas yang berhubungan dengan Geometri Bagian

Karena jarak kopling bagian-ke-koil sangat penting untuk efisiensi pemanasan, ukuran dan kontur koil harus dipilih dengan cermat. Sementara sebagian besar pengolah memiliki gudang kumparan dasar untuk memanaskan bentuk bulat seperti poros, pin, rol, dll., Beberapa proyek mungkin memerlukan kumparan khusus, terkadang menelan biaya ribuan dolar. Pada proyek volume menengah hingga tinggi, manfaat pengurangan biaya perawatan per bagian dapat dengan mudah mengimbangi biaya koil. Dalam kasus lain, keuntungan teknis dari proses tersebut mungkin lebih besar daripada masalah biaya. Jika tidak, untuk proyek volume rendah, biaya kumparan dan perkakas biasanya membuat proses tidak praktis jika kumparan baru harus dibangun. Bagian tersebut juga harus didukung dengan cara tertentu selama perawatan. Menjalankan antar pusat adalah metode yang populer untuk suku cadang tipe poros, tetapi dalam banyak kasus lain perkakas khusus harus digunakan.

Kemungkinan Retak Lebih Besar Dibandingkan dengan Kebanyakan Proses Perlakuan Panas

Hal ini disebabkan oleh pemanasan dan pendinginan yang cepat, juga kecenderungan untuk menciptakan titik panas pada fitur / tepi seperti: jalur pasak, alur, lubang silang, ulir.

Distorsi dengan Pengerasan Induksi

Tingkat distorsi cenderung lebih besar daripada proses seperti ion atau gas nitridasi, karena panas / pendinginan yang cepat dan transformasi martensitik yang dihasilkan. Meskipun demikian, pengerasan induksi dapat menghasilkan lebih sedikit distorsi dibandingkan perlakuan panas konvensional, terutama bila hanya diterapkan pada area tertentu.

Batasan Material dengan Pengerasan Induksi

Karena proses pengerasan induksi Biasanya tidak melibatkan difusi karbon atau elemen lain, material harus mengandung karbon yang cukup bersama dengan elemen lain untuk memberikan pengerasan yang mendukung transformasi martensitik ke tingkat kekerasan yang diinginkan. Ini biasanya berarti karbon berada dalam kisaran 0.40% +, menghasilkan kekerasan 56 - 65 HRC. Bahan karbon rendah seperti 8620 dapat digunakan dengan hasil pengurangan kekerasan yang dapat dicapai (40-45 HRC dalam kasus ini). Baja seperti 1008, 1010, 12L14, 1117 biasanya tidak digunakan karena terbatasnya peningkatan kekerasan yang dapat dicapai.

Rincian Proses Permukaan Pengerasan Induksi

Pengerasan induksi adalah proses yang digunakan untuk pengerasan permukaan baja dan komponen paduan lainnya. Bagian yang akan diberi perlakuan panas ditempatkan di dalam kumparan tembaga dan kemudian dipanaskan di atas suhu transformasinya dengan menerapkan arus bolak-balik ke kumparan. Arus bolak-balik dalam kumparan menginduksi medan magnet bolak-balik di dalam benda kerja yang menyebabkan permukaan luar bagian memanas ke suhu di atas rentang transformasi.

Komponen dipanaskan dengan menggunakan medan magnet bolak-balik ke suhu di dalam atau di atas rentang transformasi diikuti dengan pendinginan segera. Ini adalah proses elektromagnetik menggunakan kumparan induktor tembaga, yang diberi arus pada frekuensi dan tingkat daya tertentu.