Traitement thermique par induction Processus de surface

Qu'est-ce que le traitement thermique par induction ?

Chauffage par induction est un procédé de traitement thermique qui permet de chauffer les métaux de manière très ciblée par induction électromagnétique. Ce procédé repose sur des courants électriques induits dans le matériau pour produire de la chaleur. C'est la méthode préférée pour lier, durcir ou ramollir les métaux ou d'autres matériaux conducteurs. Dans les processus de fabrication modernes, cette forme de traitement thermique offre une combinaison avantageuse de rapidité, de cohérence et de contrôle. Bien que les principes de base soient bien connus, les progrès modernes de la technologie de l'état solide ont rendu le processus remarquablement simple, une méthode de chauffage rentable pour les applications qui impliquent l'assemblage, le traitement, le chauffage et l'essai des matériaux.

Le traitement thermique par induction, grâce à l'utilisation hautement contrôlable d'une bobine chauffée électriquement, vous permettra de sélectionner les meilleures caractéristiques physiques non seulement pour chaque pièce métallique, mais aussi pour chaque section de cette pièce métallique. La trempe par induction peut conférer une durabilité supérieure aux tourillons de roulements et aux sections d'arbres sans sacrifier la ductilité nécessaire pour supporter les chocs et les vibrations. Vous pouvez durcir les surfaces de roulement internes et les sièges de soupapes dans des pièces complexes sans créer de problèmes de distorsion. Cela signifie que vous pouvez durcir ou recuire des zones spécifiques pour assurer la durabilité et la ductilité de la manière qui répondra le mieux à vos besoins.

Avantages des services de traitement thermique par induction

  • Traitement thermique ciblé La trempe superficielle conserve la ductilité d'origine du noyau tout en durcissant une zone d'usure importante de la pièce. La zone durcie est contrôlée avec précision en ce qui concerne la profondeur, la largeur, l'emplacement et la dureté de la cémentation.
  • Cohérence optimisée Éliminez les incohérences et les problèmes de qualité associés à la flamme nue, au chauffage au chalumeau et à d'autres méthodes. Une fois que le système est correctement calibré et réglé, il n'y a plus de conjectures ni de variations ; le modèle de chauffage est répétable et cohérent. Avec les systèmes modernes à semi-conducteurs, le contrôle précis de la température permet d'obtenir des résultats uniformes.

  • Productivité maximale Les taux de production peuvent être maximisés car la chaleur est développée directement et instantanément (>2000º F. en < 1 seconde) à l'intérieur de la pièce. Le démarrage est pratiquement instantané ; aucun cycle de réchauffement ou de refroidissement n'est nécessaire.
  • Amélioration de la qualité des produits Les pièces n'entrent jamais en contact direct avec une flamme ou un autre élément chauffant ; la chaleur est induite à l'intérieur de la pièce elle-même par un courant électrique alternatif. Par conséquent, le gauchissement, la déformation et les taux de rejet des produits sont réduits au minimum.
  • Réduction de la consommation d'énergie Vous en avez assez de l'augmentation des factures d'électricité ? Ce procédé à l'efficacité énergétique unique convertit jusqu'à 90% de l'énergie dépensée en chaleur utile ; les fours discontinus n'ont généralement qu'une efficacité énergétique de 45%. Aucun cycle de réchauffement ou de refroidissement n'est nécessaire, de sorte que les pertes de chaleur en attente sont réduites au strict minimum.
  • Respect de l'environnement La combustion de combustibles fossiles traditionnels n'est pas nécessaire, ce qui permet d'obtenir un processus propre et non polluant qui contribuera à la protection de l'environnement.

Qu'est-ce que le chauffage par induction ?

Chauffage par induction est une méthode de chauffage sans contact des corps qui absorbent l'énergie d'un champ magnétique alternatif généré par une bobine d'induction (inducteur).

Il existe deux mécanismes d'absorption de l'énergie :

  • la génération de courants en boucle fermée (eddy) à l'intérieur du corps qui provoquent un échauffement dû à la résistance électrique du matériau du corps
  • chauffage par hystérésis (pour les matériaux magnétiques UNIQUEMENT !) dû au frottement de micro volumes magnétiques (domaines), qui tournent en fonction de l'orientation du champ magnétique externe

Principe du chauffage par induction

Chaîne de phénomènes :

  • Alimentation du chauffage par induction fournit un courant (I1) à la bobine d'induction
  • Les courants de bobine (ampères-tours) génèrent un champ magnétique. Les lignes de champ sont toujours fermées (loi de la nature !) et chaque ligne fait le tour de la source de courant - les spires de la bobine et la pièce à usiner.
  • Un champ magnétique alternatif traversant la section transversale de la pièce (couplé à la pièce) induit une tension dans la pièce.

  • La tension induite crée des courants de Foucault (I2) dans la pièce qui circulent dans la direction opposée au courant de la bobine, dans la mesure du possible.
  • Les courants de Foucault génèrent de la chaleur dans la pièce

Flux d'énergie dans les installations de chauffage à induction

Le courant alternatif change de direction deux fois au cours de chaque cycle de fréquence. Si la fréquence est de 1kHz, le courant change de direction 2000 fois en une seconde.

Le produit du courant et de la tension donne la valeur de la puissance instantanée (p = i x u), qui oscille entre l'alimentation et la bobine. Nous pouvons dire que la puissance est partiellement absorbée (puissance active) et partiellement réfléchie (puissance réactive) par la bobine. La batterie de condensateurs est utilisée pour décharger le générateur de la puissance réactive. Les condensateurs reçoivent la puissance réactive de la bobine et la renvoient à la bobine en supportant les oscillations.

Un circuit "bobine-transformateur-condensateurs" est appelé circuit résonant ou circuit à réservoir.

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