유도 경화 표면 공정

고주파 경화 표면 처리 응용 분야

고주파 경화 란?

유도 경화 탄소 함량이 충분한 금속 부품을 유도장에서 가열 한 다음 급속 냉각하는 열처리의 한 형태입니다. 이것은 부품의 경도와 취성을 증가시킵니다. 유도 가열을 사용하면 미리 결정된 온도로 국부적으로 가열 할 수 있으며 경화 공정을 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 따라서 공정 반복성이 보장됩니다. 일반적으로 고주파 경화는 기계적 특성을 유지하면서 표면 내마모성이 높아야하는 금속 부품에 적용됩니다. 유도 경화 공정이 완료된 후 표면층의 특정 특성을 얻기 위해 금속 가공물을 물, 기름 또는 공기로 담금질해야합니다.

유도 경화 표면 처리

유도 경화 금속 부품의 표면을 빠르고 선택적으로 경화시키는 방법입니다. 상당한 수준의 교류 전류를 전달하는 구리 코일이 부품 근처 (접촉하지 않음)에 배치됩니다. 와전류 및 히스테리시스 손실에 의해 표면 및 표면 근처에서 열이 생성됩니다. 일반적으로 폴리머와 같은 첨가물이있는 수성 담금질은 부품을 향하거나 침수됩니다. 이것은 구조를 이전 구조보다 훨씬 더 어려운 마르텐 사이트로 변환합니다.

널리 사용되는 최신 유형의 유도 경화 장비를 스캐너라고합니다. 부품은 중심 사이에 고정되고 회전하며 열과 담금질을 모두 제공하는 점진적 코일을 통과합니다. 급냉은 코일 아래로 향하므로 부품의 특정 영역은 가열 직후에 빠르게 냉각됩니다. 전력 레벨, 체류 시간, 스캔 (공급) 속도 및 기타 프로세스 변수는 컴퓨터에 의해 정밀하게 제어됩니다.

영향을받지 않는 코어 미세 구조를 유지하면서 경화 표면층을 생성하여 내마모성, 표면 경도 및 피로 수명을 늘리는 데 사용되는 케이스 경화 공정입니다.

유도 경화 특정 영역에서 철 성분의 기계적 특성을 높이는 데 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 파워 트레인, 서스펜션, 엔진 부품 및 스탬핑입니다. 유도 경화는 보증 클레임 / 현장 고장 수리에 탁월합니다. 주요 이점은 부품을 재 설계 할 필요없이 국소 영역에서 강도, 피로 및 내마모성이 향상된다는 것입니다.

고주파 경화의 이점을 얻을 수있는 공정 및 산업 :

  • 열처리

  • 체인 경화

  • 튜브 및 파이프 경화

  • 조선

  • 항공산업

  • 철도

  • 자동차

  • 재생 가능 에너지

유도 경화의 이점 :

무거운 하중을받는 부품에 적합합니다. 인덕션은 매우 높은 하중을 처리 할 수있는 깊은 케이스로 높은 표면 경도를 제공합니다. 매우 단단한 외층으로 둘러싸인 부드러운 코어의 개발로 피로 강도가 증가합니다. 이러한 특성은 비틀림 하중이 발생하는 부품과 충격력이 발생하는 표면에 적합합니다. 유도 처리는 한 번에 한 부분 씩 수행되므로 부분에서 부분으로 매우 예측 가능한 치수 이동이 가능합니다.

  • 온도 및 경화 깊이에 대한 정확한 제어

  • 제어 및 국부 가열

  • 생산 라인에 쉽게 통합

  • 빠르고 반복 가능한 프로세스

  • 정밀하게 최적화 된 매개 변수로 각 공작물을 경화시킬 수 있습니다.

  • 에너지 효율적인 프로세스

인덕션으로 경화 할 수있는 스틸 및 스테인리스 스틸 부품 :

패스너, 플랜지, 기어, 베어링, 튜브, 내부 및 외부 레이스, 크랭크 샤프트, 캠 샤프트, 요크, 구동 샤프트, 출력 샤프트, 스핀들, 토션 바, 선회 링, 와이어, 밸브, 암반 드릴 등

내마모성 증가

경도와 내마모성 사이에는 직접적인 상관 관계가 있습니다. 재료의 초기 상태가 어닐링되거나 더 부드러운 상태로 처리되었다고 가정하면 부품의 내마모성은 유도 경화와 함께 크게 증가합니다.

소프트 코어 및 표면의 잔류 압축 응력으로 인한 강도 및 피로 수명 증가

압축 응력 (일반적으로 양의 속성으로 간주 됨)은 코어 및 이전 구조보다 약간 더 많은 부피를 차지하는 표면 근처의 경화 된 구조의 결과입니다.

부품은 후에 단련 될 수 있습니다 유도 경화 원하는대로 경도 수준을 조정하려면

마르텐 사이트 구조를 생성하는 모든 공정과 마찬가지로 템퍼링은 경도를 낮추고 취성을 줄입니다.

견고한 코어가있는 깊은 케이스

일반적인 케이스 깊이는 .030”– .120”이며 침탄, 탄질 화 및 아 임계 온도에서 수행되는 다양한 형태의 질화와 같은 공정보다 평균적으로 더 깊습니다. 악셀과 같은 특정 프로젝트 또는 많은 재료가 마모 된 후에도 여전히 유용한 부품의 경우 케이스 깊이는 최대 ½ 인치 이상일 수 있습니다.

마스킹이 필요없는 선택적 경화 공정

용접 후 또는 가공 후 영역은 부드러움을 유지합니다.이 작업을 수행 할 수있는 다른 열처리 공정은 거의 없습니다.

상대적으로 최소 왜곡

예 : 1”Ø x 40”길이의 샤프트. 두 개의 균등 한 간격의 저널이 있으며 각각 2”길이는 하중 및 내마모성 지원이 필요합니다. 유도 경화는 총 4 인치 길이의 이러한 표면에서만 수행됩니다. 기존 방법을 사용하면 (또는 그 문제에 대해 전체 길이를 유도 경화시킨 경우) 훨씬 더 많은 휨이 발생합니다.

1045와 같은 저비용 강철 사용 가능

고주파 경화 처리 할 부품에 가장 많이 사용되는 강은 1045입니다. 쉽게 가공 할 수 있고 비용이 저렴하며 탄소 함량이 0.45 % 공칭이므로 고주파 경화가 58 HRC +로 될 수 있습니다. 또한 치료 중 균열 위험이 상대적으로 낮습니다. 이 공정에 널리 사용되는 다른 재료로는 1141/1144, 4140, 4340, ETD150 및 다양한 주철이 있습니다.

유도 경화의 한계

부품의 형상과 관련된 유도 코일 및 도구가 필요합니다.

부품-코일 커플 링 거리는 가열 효율에 매우 중요하므로 코일의 크기와 윤곽을 신중하게 선택해야합니다. 대부분의 처리기에는 샤프트, 핀, 롤러 등과 같은 둥근 모양을 가열하는 기본 코일이 있지만 일부 프로젝트에는 맞춤형 코일이 필요할 수 있으며 때로는 수천 달러의 비용이들 수도 있습니다. 중대형 프로젝트에서 부품 당 처리 비용 감소의 이점은 코일 비용을 쉽게 상쇄 할 수 있습니다. 다른 경우에는 프로세스의 엔지니어링 이점이 비용 문제보다 클 수 있습니다. 그렇지 않으면 소량 프로젝트의 경우 코일과 툴링 비용으로 인해 새 코일을 만들어야하는 경우 일반적으로 프로세스가 비실용적입니다. 부품은 또한 치료 중에 어떤 방식 으로든지지되어야합니다. 중심 사이를 달리는 것은 샤프트 유형 부품에 널리 사용되는 방법이지만 다른 많은 경우 사용자 지정 도구를 사용해야합니다.

대부분의 열처리 공정에 비해 더 큰 균열 가능성

이는 급속 가열 및 담금질과 키홈, 홈, 교차 구멍, 나사산과 같은 특징 / 가장자리에 핫스팟을 생성하는 경향 때문입니다.

유도 경화에 의한 왜곡

왜곡 수준은 빠른 가열 / 급냉 및 결과적인 마르텐 사이트 변형으로 인해 이온 또는 가스 질화와 같은 공정보다 더 큰 경향이 있습니다. 즉, 유도 경화는 특히 선택한 영역에만 적용되는 경우 기존 열처리보다 왜곡이 적을 수 있습니다.

고주파 경화를 통한 재료 제한

이후 유도 경화 공정 일반적으로 탄소 또는 기타 원소의 확산을 포함하지 않으며, 재료는 원하는 경도 수준으로 마르텐 사이트 변형을 지원하는 경화성을 제공하기 위해 다른 원소와 함께 충분한 탄소를 포함해야합니다. 이것은 일반적으로 탄소가 0.40 % + 범위에 있으며 56 – 65 HRC의 경도를 생성 함을 의미합니다. 8620과 같은 저탄소 재료는 달성 가능한 경도 (이 경우 40-45 HRC)의 결과 감소와 함께 사용될 수 있습니다. 1008, 1010, 12L14, 1117과 같은 강철은 달성 가능한 경도의 제한적인 증가로 인해 일반적으로 사용되지 않습니다.

유도 경화 표면 공정 세부 정보

유도 경화 강철 및 기타 합금 구성 요소의 표면 경화에 사용되는 프로세스입니다. 열처리 할 부품을 구리 코일 내부에 배치 한 다음 코일에 교류를 적용하여 변형 온도 이상으로 가열합니다. 코일의 교류는 가공물 내에서 교류 자기장을 유도하여 부품의 외부 표면이 변형 범위 이상의 온도로 가열되도록합니다.

구성 요소는 교류 자기장에 의해 변형 범위 내 또는 그 이상의 온도로 가열 된 후 즉시 급냉됩니다. 특정 주파수 및 전력 레벨에서 전류를 공급하는 구리 인덕터 코일을 사용하는 전자기 프로세스입니다.