Aplikasi Proses Pengerasan Permukaan Pengerasan Induksi

Apa itu pengerasan induksi?

Pengerasan induksi adalah suatu bentuk perlakuan panas di mana bagian logam dengan kandungan karbon yang cukup dipanaskan dalam medan induksi dan kemudian didinginkan dengan cepat. Hal ini meningkatkan kekerasan dan kerapuhan bagian tersebut. Pemanasan induksi memungkinkan Anda melakukan pemanasan lokal pada suhu yang telah ditentukan sebelumnya dan memungkinkan Anda mengontrol proses pengerasan secara tepat. Dengan demikian, pengulangan proses terjamin. Biasanya, pengerasan induksi diterapkan pada bagian logam yang harus memiliki ketahanan aus permukaan yang tinggi, sementara pada saat yang sama mempertahankan sifat mekaniknya. Setelah proses pengerasan induksi tercapai, benda kerja logam perlu didinginkan dalam air, minyak atau udara untuk mendapatkan sifat spesifik dari lapisan permukaan.

Pengerasan induksi adalah metode pengerasan permukaan bagian logam secara cepat dan selektif. Kumparan tembaga yang membawa arus bolak-balik dalam jumlah besar ditempatkan di dekat (tidak menyentuh) bagian tersebut. Panas dihasilkan pada, dan di dekat permukaan oleh arus pusar dan kerugian histeresis. Quench, biasanya berbasis air dengan tambahan seperti polimer, diarahkan ke bagian tersebut atau terendam. Ini mengubah struktur menjadi martensit, yang jauh lebih keras daripada struktur sebelumnya.

Jenis peralatan pengerasan induksi yang populer dan modern disebut pemindai. Bagian tersebut dipegang di antara pusat-pusat, diputar, dan dilewatkan melalui koil progresif yang memberikan panas dan pendinginan. Pendinginan diarahkan di bawah koil, sehingga area tertentu dari bagian tersebut didinginkan dengan cepat segera setelah pemanasan. Tingkat daya, waktu diam, laju pemindaian (feed), dan variabel proses lainnya dikontrol secara tepat oleh komputer.

Proses pengerasan casing yang digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus, kekerasan permukaan, dan umur kelelahan melalui pembuatan lapisan permukaan yang mengeras sambil mempertahankan struktur mikro inti yang tidak terpengaruh.

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

• Perlakuan panas

• Pengerasan rantai

• Pengerasan Tabung & Pipa

• Pembuatan kapal

• Dirgantara

• Kereta Api

• Otomotif

• Energi terbarukan

• Kontrol yang tepat atas suhu dan kedalaman pengerasan

• Pemanasan terkontrol dan terlokalisasi

• Mudah diintegrasikan ke dalam lini produksi

• Proses yang cepat dan dapat diulang

• Setiap benda kerja dapat dikeraskan dengan parameter yang dioptimalkan secara tepat

• Proses hemat energi

Peningkatan Ketahanan Aus

Ada korelasi langsung antara kekerasan dan ketahanan aus. Ketahanan aus suatu komponen meningkat secara signifikan dengan pengerasan induksi, dengan asumsi kondisi awal material dianil, atau diperlakukan pada kondisi yang lebih lunak.

Peningkatan Kekuatan & Umur Kelelahan karena Soft Core & Tegangan Tekan Sisa di Permukaan

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

Suku cadang dapat ditempa setelahnya Pengerasan Induksi untuk Menyesuaikan Tingkat Kekerasan, sesuai keinginan

Seperti halnya proses apa pun yang menghasilkan struktur martensit, temper akan menurunkan kekerasan sekaligus mengurangi kerapuhan.

Casing Dalam dengan Inti Tangguh

Kedalaman casing yang umum adalah 0,030 "- 0,120" yang rata-rata lebih dalam daripada proses seperti karburasi, karbonitridasi, dan berbagai bentuk nitridasi yang dilakukan pada suhu sub-kritis. Untuk proyek-proyek tertentu seperti as roda, atau bagian yang masih berguna bahkan setelah banyak material yang aus, kedalaman casing bisa 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 lainnya yang dapat mencapai hal ini.

Distorsi yang Relatif Minimal

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

Memungkinkan penggunaan Baja Berbiaya Rendah seperti 1045

Baja yang paling populer digunakan untuk komponen yang akan dikeraskan secara induksi adalah 1045. Baja ini mudah dikerjakan dengan mesin, berbiaya rendah, dan karena kandungan karbon nominal 0,45%, baja ini dapat dikeraskan secara induksi hingga 58 HRC +. Material ini juga memiliki risiko retak yang relatif rendah selama perawatan. Material populer lainnya untuk proses ini adalah 1141/1144, 4140, 4340, ETD150, dan berbagai besi tuang.

Keterbatasan Pengerasan Induksi

Membutuhkan Koil Induksi dan Perkakas yang berkaitan dengan Geometri Bagian

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

Kemungkinan Retak Lebih Besar Dibandingkan dengan sebagian besar Proses Perlakuan Panas

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

Distorsi dengan Pengerasan Induksi

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

Keterbatasan Material dengan Pengerasan Induksi

Sejak proses pengerasan induksi biasanya tidak melibatkan difusi karbon atau elemen lain, material harus mengandung cukup karbon bersama dengan elemen lain untuk memberikan pengerasan yang mendukung transformasi martensit ke tingkat kekerasan yang diinginkan. Hal ini biasanya berarti karbon berada dalam kisaran 0,40%+, menghasilkan kekerasan 56 - 65 HRC. Bahan karbon yang lebih rendah seperti 8620 dapat digunakan dengan pengurangan kekerasan yang dapat dicapai (40-45 HRC dalam hal ini). Baja seperti 1008, 1010, 12L14, 1117 biasanya tidak digunakan karena terbatasnya peningkatan kekerasan yang dapat dicapai.

Detail 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 mengalirkan 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 kisaran transformasi.

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