Pengerasan aruhan — aplikasi, proses fizikal, jenis dan kaedah pengerasan

Artikel ini akan memberi tumpuan kepada pengerasan aruhan — salah satu jenis rawatan haba logam yang menyediakan kemungkinan perubahan fasa, iaitu, perubahan pearlit kepada austenit. Bahagian keluli, disebabkan pengerasan aruhan, memperoleh sifat mekanikal yang lebih tinggi, kerana kualiti keluli meningkat dengan ketara akibat rawatan sedemikian.

Jadi, untuk rawatan haba logam, dengan tujuan pengerasan permukaan mereka, mereka menggunakan pemanasan induksi... Teknologi ini membolehkan anda memilih kedalaman yang berbeza dari lapisan yang mengeras, di samping itu, prosesnya mudah diautomatikkan, itulah sebabnya kaedah ini dianggap progresif. Ia adalah mungkin untuk menguatkan bahagian dengan bentuk yang berbeza.

Pengerasan aruhan permukaan adalah dua jenis: permukaan dan permukaan pukal.

Pengerasan permukaan dengan pemanasan permukaan, ini mengakibatkan bahan kerja dipanaskan ke suhu pengerasan ke kedalaman lapisan yang mengeras, manakala teras kekal utuh. Masa pemanasan adalah dari 1.5 hingga 20 saat, kelajuan pemanasan adalah dari 30 hingga 300 ° C sesaat.

Pengerasan isipadu permukaan dicirikan oleh pemanasan lapisan yang lebih besar daripada lapisan dengan struktur martensit, ini adalah pemanasan dalam. Keluli disepuhlindap kedalaman kurang daripada ketebalan lapisan yang dipanaskan, yang ditentukan oleh pengerasan keluli.

Di zon dalam yang lebih dalam daripada struktur martensit, yang dipanaskan pada suhu pemejalan, zon pejal dengan struktur sorbitol atau troostit yang dipadatkan terbentuk. Masa pengawetan meningkat kepada 20-100 saat, kadar pemanasan berkurangan kepada 2-10 ° C sesaat berbanding pengawetan permukaan.

Gandar tugas berat, gear, salib, dsb. tertakluk kepada pengerasan permukaan isipadu. Perbezaan utama antara pemanasan aruhan dan kaedah pemanasan lain ialah pelepasan haba terus ke dalam isipadu bahan kerja.

Pada asasnya prosesnya adalah seperti berikut. Bahagian yang mengeras diletakkan di dalam induktor, yang dikuasakan oleh arus ulang alik. Medan magnet berubah-ubah mendorong EMF arus pusar berlaku pada lapisan permukaan bahan kerja, memanaskan bahan kerja. Kawasan ini, yang dipengaruhi oleh medan magnet berselang-seli, dipanaskan pada suhu tinggi.

Kelajuan pemanasan adalah tinggi dan terdapat pilihan untuk pemanasan tempatan. Ketumpatan arus lebih tinggi pada permukaan bahan kerja disebabkan oleh kesan permukaan, itulah sebabnya pemanasan hanya boleh dilakukan pada kedalaman yang diperlukan. Inti menjadi panas sedikit.87% daripada kuasa yang dihantar oleh arus pusar bahan kerja adalah dalam kedalaman penembusan.

Oleh kerana kedalaman penembusan semasa berbeza pada suhu logam yang berbeza, proses berlaku dalam beberapa peringkat. Pertama sekali, lapisan permukaan logam sejuk dipanaskan dengan cepat, kemudian lapisan dipanaskan lebih dalam dan lapisan pertama tidak dipanaskan dengan cepat lagi, kemudian lapisan ketiga dipanaskan.

Dalam proses pemanasan setiap lapisan, kadar pemanasan setiap lapisan berkurangan dengan kehilangan sifat magnet lapisan yang sepadan. Iaitu, haba merebak disebabkan oleh perubahan sifat magnet logam dari lapisan ke lapisan. Ini adalah pemanasan aktif mengikut arus, ia berlangsung secara literal beberapa saat.

Pemanasan induksi, bergantung pada taburan suhu di bahagian bahan kerja, berbeza daripada pemanasan dengan pengaliran terma. Dalam lapisan yang dipanaskan, suhunya jauh lebih tinggi daripada di tengah, terdapat penurunan mendadak, kerana di bahagian tengah sebahagiannya, sifat magnet masih tidak hilang sehingga arus aktif luar telah terlebih panas logam. Dengan menukar kekerapan arus dan tempoh pemanasan, bahan kerja dipanaskan ke kedalaman yang diperlukan.

Reka bentuk induktor biasanya menentukan kualiti pemejalan bahagian. Induktor diperbuat daripada tiub kuprum di mana air dialirkan untuk menyejukkannya. Jarak tertentu, diukur dalam unit milimeter, dikekalkan antara induktor dan bahagian, dan sama pada semua sisi.

Pelindapkejutan dilakukan dalam pelbagai cara, bergantung pada bentuk dan saiz bahagian, serta keperluan pelindapkejutan. Bahagian kecil terlebih dahulu dipanaskan dan kemudian disejukkan.Dalam penyejukan pancuran, medium penyejukan seperti air disuap melalui lubang-lubang dalam induktor. Jika bahagian itu panjang, induktor bergerak di sepanjangnya semasa pelindapkejutan dan air disuap melalui lubang pancuran selepas pergerakannya. Ia adalah kaedah pengawetan berurutan berterusan.

Dalam pengawetan berjujukan berterusan, induktor bergerak pada kelajuan 3 hingga 30 mm sesaat dan bahagian bahagian jatuh berturut-turut ke dalam medan magnetnya. Akibatnya, bahagian itu berturut-turut, bahagian demi bahagian, dipanaskan dan disejukkan. Dengan cara ini, bahagian individu bahan kerja juga boleh dikeraskan jika perlu, contohnya jurnal aci engkol atau gigi roda gear yang besar. Alat automasi membolehkan anda menjajarkan bahagian secara sama rata dan menggerakkan induktor dengan ketepatan tinggi.

Bergantung pada jenama keluli dan kaedah prarawatannya, sifat selepas pengerasan adalah berbeza. Pemanasan aruhan, penyejukan dan mod pembajaan rendah juga mempengaruhi keputusan.

Tidak seperti pengerasan konvensional, pengerasan aruhan menjadikan keluli 1-2 HRC lebih keras, lebih kuat, mengurangkan keliatan yang kurang dan meningkatkan had ketahanan. Ini disebabkan oleh pengisaran bijirin austenit.

Kadar pemanasan yang tinggi membawa kepada peningkatan dalam pusat transformasi pearlit-austenit. Butiran austenit awal ternyata kecil, pertumbuhan tidak berlaku kerana kadar pemanasan yang tinggi dan kekurangan pendedahan.

Kristal martensit adalah lebih kecil. Butiran austenit ialah 12-15 mata. Apabila menggunakan keluli dengan sedikit kecenderungan untuk menanam bijirin austenit, bijirin halus diperolehi.Bahagian dengan struktur awal yang sedikit berselerak diperolehi hasil daripada kualiti yang lebih baik.

Hasil daripada pengagihan tegasan baki, had daya tahan meningkat. Tegasan mampatan sisa terdapat dalam lapisan yang mengeras, manakala tegasan tegangan terdapat di luarnya. Kegagalan keletihan berkaitan dengan tegasan tegangan. Tegasan mampatan akan melemahkan daya tegangan yang merosakkan di bawah tindakan daya luar semasa operasi bahagian tersebut. Inilah sebabnya mengapa had daya tahan meningkat akibat pengerasan aruhan.

Kepentingan penentu dalam pengerasan aruhan ialah: kadar pemanasan, kadar penyejukan, cara pengerasan pada suhu rendah.