Pemanasan Berkelajuan Tinggi oleh Sistem Pemanasan Aruhan

Salah satu perkembangan terkini dalam bidang rawatan haba adalah penggunaan pemanasan induksi kepada pengerasan permukaan setempat. Kemajuan yang dibuat bergantung kepada penggunaan arus frekuensi tinggi adalah sesuatu yang luar biasa. Memulakan masa yang agak singkat dahulu sebagai kaedah pengerasan permukaan galas yang telah lama dicari pada aci engkol (beberapa juta daripadanya sedang digunakan untuk menetapkan rekod perkhidmatan sepanjang masa), hari ini mendapati kaedah pengerasan permukaan yang sangat selektif ini menghasilkan kawasan yang mengeras pada kepelbagaian bahagian. Namun, di sebalik keluasan penggunaannya pada masa kini, pengerasan induksi masih dalam peringkat bayi. Kemungkinan penggunaannya untuk rawatan haba dan pengerasan logam, pemanasan untuk penempaan atau pematerian, atau pematerian logam yang serupa dan tidak serupa, tidak dapat diramalkan.

Pengerasan induksi menghasilkan pengeluaran objek keluli tempatan yang dikeraskan dengan tahap kedalaman dan kekerasan yang dikehendaki, struktur metalurgi penting teras, zon persempadanan, dan kes yang dikeraskan, dengan kekurangan herotan praktikal dan tiada pembentukan skala. Ia membenarkan reka bentuk peralatan yang menjamin mekanisasi keseluruhan operasi untuk memenuhi keperluan barisan pengeluaran. Kitaran masa hanya beberapa saat dikekalkan oleh pengawalseliaan automatik kuasa dan selang pemanasan dan pelindapkejutan terbelah kedua yang sangat diperlukan untuk penciptaan keputusan faksimili penetapan khas yang tepat. Peralatan pengerasan aruhan membenarkan pengguna mengeraskan permukaan hanya bahagian yang diperlukan bagi kebanyakan objek keluli dan dengan itu mengekalkan kemuluran dan kekuatan asal; untuk mengeraskan artikel reka bentuk yang rumit yang tidak boleh dirawat dengan cara lain; untuk menghapuskan prarawatan biasa yang mahal seperti penyaduran kuprum dan pengkarburan, dan operasi meluruskan dan pembersihan yang mahal; untuk mengurangkan kos bahan dengan mempunyai pelbagai pilihan keluli untuk dipilih; dan untuk mengeraskan item yang dimesin sepenuhnya tanpa memerlukan sebarang operasi kemasan.

Bagi pemerhati biasa nampaknya pengerasan aruhan adalah mungkin hasil daripada beberapa perubahan tenaga yang berlaku dalam kawasan induktif kuprum. Tembaga membawa arus elektrik frekuensi tinggi dan, dalam selang beberapa saat, permukaan sekeping keluli yang diletakkan di dalam kawasan bertenaga ini dipanaskan pada julat kritikalnya dan dipadamkan kepada kekerasan optimum. Kepada pengilang peralatan untuk kaedah pengerasan ini bermakna penggunaan fenomena histerisis, arus pusar, dan kesan kulit kepada pengeluaran pengerasan permukaan setempat yang berkesan.

Pemanasan dicapai dengan menggunakan arus frekuensi tinggi. Frekuensi yang dipilih secara khusus daripada 2,000 hingga 10,000 kitaran dan lebih daripada 100 kitaran sedang digunakan secara meluas pada masa ini. Arus seperti ini dalam mengalir melalui induktor menghasilkan medan magnet frekuensi tinggi dalam kawasan induktor. Apabila bahan magnet seperti keluli diletakkan di dalam medan ini, terdapat pelesapan tenaga dalam keluli yang menghasilkan haba. Molekul-molekul dalam keluli cuba untuk menyelaraskan diri mereka dengan kekutuban medan ini, dan dengan perubahan ini beribu-ribu kali sesaat, sejumlah besar geseran molekul dalaman dibangunkan hasil daripada kecenderungan semula jadi untuk keluli untuk menentang perubahan. Dengan cara ini tenaga elektrik diubah, melalui medium geseran, kepada haba.

Walau bagaimanapun, oleh kerana ciri lain yang wujud bagi arus frekuensi tinggi adalah untuk menumpukan pada permukaan konduktornya, hanya lapisan permukaan menjadi panas. Kecenderungan ini, dipanggil "kesan kulit", adalah fungsi kekerapan dan, perkara lain adalah sama, frekuensi yang lebih tinggi berkesan pada kedalaman yang lebih cetek. Tindakan geseran yang menghasilkan haba dipanggil histerisis dan jelas bergantung kepada kualiti magnet keluli. Oleh itu, apabila suhu telah melepasi titik kritikal di mana keluli menjadi bukan magnet, semua pemanasan histeritik terhenti.

Terdapat sumber haba tambahan disebabkan oleh arus pusar yang mengalir dalam keluli akibat daripada perubahan fluks yang cepat dalam medan. Dengan rintangan keluli meningkat dengan suhu, keamatan tindakan ini berkurangan apabila keluli dipanaskan, dan hanya sebahagian kecil daripada nilai asal "sejuk" apabila suhu pelindapkejutan yang betul dicapai.

Apabila suhu bar keluli yang dipanaskan secara induktif tiba pada titik kritikal, pemanasan akibat arus pusar berterusan pada kadar yang sangat berkurangan. Memandangkan keseluruhan tindakan berlangsung dalam lapisan permukaan, hanya bahagian itu sahaja yang terjejas. Sifat teras asal dikekalkan, pengerasan permukaan dicapai dengan pelindapkejutan apabila larutan karbida lengkap telah dicapai di kawasan permukaan. Penggunaan kuasa yang berterusan menyebabkan peningkatan kedalaman kekerasan, kerana setiap lapisan keluli dibawa ke suhu, ketumpatan arus beralih ke lapisan di bawahnya yang menawarkan rintangan yang lebih rendah. Adalah jelas bahawa pemilihan frekuensi yang betul, dan kawalan kuasa dan masa pemanasan akan membolehkan pemenuhan sebarang spesifikasi pengerasan permukaan yang dikehendaki.

Metalurgi daripada Pemanasan Induksi

Kelakuan luar biasa keluli apabila dipanaskan secara induktif dan keputusan yang diperolehi patut dibincangkan tentang metalurgi yang terlibat. Kadar larutan karbida kurang daripada satu saat, kekerasan yang lebih tinggi daripada yang dihasilkan oleh rawatan relau, dan jenis martensit nodular adalah perkara yang perlu dipertimbangkan.
yang mengklasifikasikan metalurgi pengerasan aruhan sebagai "berbeza". Selanjutnya, penyahkarburan permukaan dan pertumbuhan bijirin tidak berlaku kerana kitaran pemanasan yang singkat.

Pemanasan induksi menghasilkan kekerasan yang dikekalkan melalui 80 peratus kedalamannya, dan dari situ, penurunan beransur-ansur melalui zon peralihan kepada kekerasan asal keluli seperti yang terdapat dalam teras yang tidak terjejas. Oleh itu, ikatan adalah ideal, menghapuskan sebarang peluang untuk mengetuk atau menyemak.

Larutan karbida lengkap dan kehomogenan seperti yang dibuktikan oleh kekerasan maksimum boleh dicapai dengan jumlah masa pemanasan 0.6 saat. Pada masa ini, hanya 0.2 hingga 0.3 saat sebenarnya berada di atas kritikal yang lebih rendah. Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa peralatan pengerasan aruhan beroperasi setiap hari pada asas pengeluaran dengan larutan karbida lengkap, hasil daripada kitaran pemanasan dan pelindapkejutan, jumlah masa yang kurang daripada 0.2 saat.

Nodular halus dan martensit lebih homogen yang terhasil daripada pengerasan aruhan lebih mudah kelihatan dengan keluli karbon berbanding dengan keluli aloi kerana rupa nodular kebanyakan martensit aloi. Struktur halus ini mesti mempunyai austenit asalnya yang merupakan hasil daripada resapan karbida yang lebih teliti daripada yang diperoleh dengan pemanasan haba. Perkembangan suhu kritikal secara praktikal serta-merta di seluruh keseluruhan struktur mikro besi alfa dan karbida besi adalah sangat kondusif kepada larutan karbida pantas dan pengagihan juzuk yang mempunyai sebagai produk yang tidak dapat dielakkan iaitu austenit yang homogen sepenuhnya. Selanjutnya, penukaran struktur ini kepada martensit akan menghasilkan martensit yang mempunyai ciri-ciri yang sama dan rintangan yang sepadan terhadap haus atau instrumen penembusan.

pemanasan berkelajuan tinggi secara aruhan

 

=