Trempe dent par dent de haute qualité de grands engrenages par chauffage par induction
Dans l'industrie manufacturière, les grands engrenages jouent un rôle essentiel dans diverses applications telles que les machines lourdes, les éoliennes et les équipements industriels. Pour garantir leur durabilité et leurs performances, il est essentiel d'appliquer un processus de durcissement aux dents de l'engrenage. L'une des méthodes les plus efficaces pour obtenir un durcissement dent par dent des grands engrenages est le chauffage par induction.
Chauffage par induction est un processus qui utilise l'induction électromagnétique pour chauffer rapidement la surface des dents de l'engrenage. L'application d'un courant alternatif à haute fréquence à une bobine génère un champ magnétique qui induit des courants de Foucault à la surface de la dent d'engrenage. Ces courants de Foucault créent un chauffage localisé, ce qui permet un durcissement précis et contrôlé de chaque dent.
La trempe dent par dent par chauffage par induction offre plusieurs avantages par rapport à d'autres méthodes de trempe. Tout d'abord, elle assure une distribution uniforme de la dureté sur les dents de l'engrenage, ce qui améliore la résistance à l'usure et la capacité de charge. Cet aspect est particulièrement important pour les grands engrenages soumis à de lourdes charges et à des conditions de fonctionnement difficiles.
Deuxièmement, le chauffage par induction permet une trempe sélective, ce qui signifie que seules les dents de l'engrenage sont chauffées, tandis que le reste de l'engrenage reste relativement intact. Cela minimise le risque de distorsion ou de gauchissement, qui peut se produire avec d'autres méthodes de traitement thermique qui impliquent de chauffer l'ensemble de l'engrenage. Le contrôle précis du processus de chauffage permet une trempe ciblée, ce qui se traduit par un engrenage de haute qualité et stable sur le plan dimensionnel.
Trempe par induction La trempe par induction des engrenages de petite, moyenne et grande taille s'effectue en utilisant une technique dent par dent ou une méthode d'encerclement. En fonction de la taille de l'engrenage, de la dureté requise et de la géométrie, les engrenages sont trempés par induction en encerclant l'ensemble de l'engrenage avec une bobine (c'est ce que l'on appelle la "trempe par rotation des engrenages") ou, pour les engrenages plus grands, en les chauffant "dent par dent", ce qui permet d'obtenir un résultat de trempe plus précis, bien que le processus soit beaucoup plus lent.
Trempe dent par dent de grands engrenages
La méthode dent par dent peut être réalisée selon deux techniques différentes :
"En appliquant un mode de chauffage unique ou un mode de balayage, un inducteur entoure le corps d'une seule dent. Cette méthode est rarement utilisée car elle ne permet pas d'obtenir la résistance à la fatigue et aux chocs requise.
Une technique de durcissement "gap-by-gap" plus populaire n'utilise qu'un mode de balayage. L'inducteur doit être placé symétriquement entre deux flancs de dents adjacentes. Les vitesses de balayage de l'inducteur sont généralement comprises entre 6 mm/s et 9 mm/s.
Deux techniques de balayage sont utilisées :
- l'inducteur est stationnaire et l'engrenage est mobile
- l'engrenage est stationnaire et l'inducteur est mobile (plus populaire lors de la trempe d'engrenages de grande taille)
L'inducteur durcissant par induction
La géométrie de l'inducteur dépend de la forme des dents et de la dureté requise. Les inducteurs peuvent être conçus pour ne chauffer que la racine et/ou le flanc de la dent, en laissant la pointe et le cœur de la dent souples, résistants et ductiles.
La simulation permet d'éviter la surchauffe
Lors de la mise au point de procédés de trempe dent par dent, il convient d'accorder une attention particulière aux effets électromagnétiques d'extrémité/de bord et à la capacité de fournir le modèle requis dans les zones d'extrémité de l'engrenage.
Lors du balayage d'une dent d'engrenage, la température est répartie de manière assez uniforme dans les racines et les flancs de l'engrenage. En même temps, étant donné que le courant de Foucault emprunte un chemin de retour à travers le flanc et, en particulier, à travers la pointe de la dent, il convient de veiller à ne pas surchauffer les régions de la pointe de la dent, en particulier au début et à la fin du durcissement par balayage. Une simulation peut aider à prévenir ces effets indésirables avant de développer le processus.
Exemple de simulation
Balayage dent par dent du boîtier de trempe de l'engrenage à 12 kHz.
Le refroidissement par pulvérisation est également simulé mais n'est pas visible dans les images de résultats. Un effet de refroidissement est appliqué aux faces supérieures et latérales des deux dents, et la zone de refroidissement est déplacée après l'inducteur.
Profilé 3D trempé de couleur grise :
2D Tranche verticale du profil trempé : CENOS vous permet de visualiser facilement comment le profil trempé devient plus profond si la puissance n'est pas réduite ou coupée vers la fin de l'engrenage. 
Densité de courant sur l'engin :
En outre, le chauffage par induction offre des vitesses de chauffage et de refroidissement rapides, ce qui réduit le temps de traitement global par rapport aux méthodes conventionnelles. Ceci est particulièrement avantageux pour les grands engrenages, car cela permet d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire les coûts.
La trempe dent par dent de grands engrenages à l'aide du chauffage par induction nécessite un équipement spécialisé. Le système de chauffage par induction se compose généralement d'une alimentation électrique, d'une bobine ou d'un inducteur et d'un système de refroidissement. L'engrenage est placé dans la bobine et l'alimentation électrique est activée pour générer la chaleur nécessaire. Les paramètres du processus, tels que la puissance, la fréquence et la durée du chauffage, sont soigneusement contrôlés pour obtenir le profil de dureté souhaité.
En conclusion, la trempe dent par dent des grands engrenages à l'aide du chauffage par induction est une méthode très efficace et efficiente. Elle garantit une distribution uniforme de la dureté, une trempe sélective et des temps de traitement rapides, ce qui permet d'obtenir des engrenages durables et de grande qualité. Si vous êtes impliqué dans la fabrication de grands engrenages, envisager la mise en œuvre du chauffage par induction pour la trempe dent par dent peut considérablement améliorer les performances et la longévité de vos produits.
