열처리 분야에서 최근 눈에 띄는 발전 중 하나는 유도 가열 국부적인 표면 경화. 고주파 전류의 적용을 조건으로 이루어진 발전은 경이적이었습니다. 비교적 짧은 시간 전에 크랭크축의 베어링 표면을 경화시키는 오랫동안 추구해 온 방법으로 시작하여(이 중 몇 백만 개는 모든 시간 서비스 기록을 수립하는 데 사용 중임), 오늘날 이 매우 선택적인 표면 경화 방법이 다양한 표면에 경화 영역을 생성하는 것을 발견했습니다. 부속. 그러나 오늘날의 적용 범위에도 불구하고 고주파 경화는 아직 초기 단계에 있습니다. 금속의 열처리 및 경화, 단조 또는 브레이징을 위한 가열, 유사 및 이종 금속의 납땜에 대한 사용 가능성은 예측할 수 없습니다.
유도 경화 결과적으로 원하는 깊이와 경도, 코어의 필수 야금 구조, 경계 구역 및 경화 케이스를 갖는 국부적으로 경화된 강철 물체를 생산할 수 있으며, 실질적으로 뒤틀림이 없고 스케일 형성이 없습니다. 그것은 생산 라인 요구 사항을 충족시키기 위해 전체 작업의 기계화를 보장하는 장비 설계를 허용합니다. 전력의 자동 조절과 정밀한 특수 고정의 팩스 결과 생성에 필수적인 분할 가열 및 급랭 간격에 의해 단 몇 초의 시간 주기가 유지됩니다. 유도 경화 장비를 사용하면 사용자가 대부분의 강철 물체에서 필요한 부분만 표면 경화시켜 원래의 연성과 강도를 유지할 수 있습니다. 다른 방법으로 처리할 수 없는 복잡한 디자인의 물품을 강화하기 위해; 구리 도금 및 침탄과 같은 일반적으로 값비싼 전처리와 값비싼 후속 교정 및 세척 작업을 제거하기 위해; 선택할 수 있는 강철을 다양하게 선택하여 재료 비용을 절감합니다. 마무리 작업 없이 완전히 가공된 항목을 경화시킵니다.
평범한 관찰자에게는 구리의 유도 영역 내에서 발생하는 일부 에너지 변환의 결과로 유도 경화가 가능한 것으로 보입니다. 구리는 고주파의 전류를 전달하며 몇 초 간격으로 이 에너지가 공급된 영역에 놓인 강철 조각의 표면이 임계 범위까지 가열되고 최적의 경도로 급냉됩니다. 이 경화 방법을 위한 장비 제조업체에게 이것은 국부적 표면 경화의 효과적인 생산에 히스테리시스, 와전류 및 표피 효과의 현상을 적용하는 것을 의미합니다.
가열은 고주파 전류를 사용하여 수행됩니다. 2,000 ~ 10,000 사이클 및 100 사이클 이상에서 특별히 선택된 주파수가 현재 광범위하게 사용되고 있습니다. 인덕터를 통해 흐르는 이러한 특성의 전류는 인덕터 영역 내에서 고주파 자기장을 생성합니다. 강철과 같은 자성 재료가 이 필드 내에 배치되면 열을 생성하는 강철의 에너지 소산이 있습니다. 강철 내부의 분자는 이 장의 극성에 맞춰 정렬을 시도하고, 초당 수천 번 변화하면서 강철이 변화에 저항하는 자연적인 경향의 결과로 엄청난 양의 내부 분자 마찰이 발생합니다. 이러한 방식으로 전기 에너지는 마찰 매개체를 통해 열로 변환됩니다.
그러나 고주파 전류의 또 다른 고유한 특성은 도체 표면에 집중되는 것이므로 표면층만 가열됩니다. "표피 효과"라고 하는 이러한 경향은 주파수의 함수이며 다른 조건이 동일할 때 더 높은 주파수는 얕은 깊이에서 효과적입니다. 열을 발생시키는 마찰 작용을 히스테리시스(hysteresis)라고 하며 분명히 강철의 자기적 특성에 의존합니다. 따라서 온도가 강철이 비자성체가 되는 임계점을 지나면 모든 히스테리시스 가열이 중단됩니다.
필드에서 빠르게 변화하는 플럭스의 결과로 강철에 흐르는 와전류로 인해 추가 열원이 있습니다. 강철의 저항이 온도에 따라 증가함에 따라 이 작용의 강도는 강철이 가열됨에 따라 감소하고 적절한 담금질 온도에 도달했을 때 "차가운" 원래 값의 일부일 뿐입니다.
유도 가열된 봉강의 온도가 임계점에 도달하면 와전류에 의한 가열이 크게 감소된 속도로 계속됩니다. 전체 작업이 표면 레이어에서 진행되기 때문에 해당 부분만 영향을 받습니다. 원래의 코어 특성은 유지되며, 표면 영역에서 완전한 탄화물 용액이 얻어지면 담금질에 의해 표면 경화가 이루어집니다. 계속해서 전원을 가하면 경도의 깊이가 증가합니다. 강철의 각 층이 온도에 도달하면 전류 밀도가 저항이 낮은 층으로 이동하기 때문입니다. 적절한 주파수를 선택하고 전력과 가열 시간을 제어하면 원하는 표면 경화 사양을 충족할 수 있음이 분명합니다.
야금 유도 가열
유도 가열 시 강철의 비정상적인 거동과 얻은 결과는 관련된 야금에 대한 논의의 가치가 있습니다. XNUMX초 미만의 카바이드 용액 속도, 노 처리로 생성된 것보다 높은 경도, 결절 유형의 마르텐사이트가 고려 사항입니다.
그것은 유도 경화의 야금을 "다르다"로 분류합니다. 또한, 가열주기가 짧기 때문에 표면 탈탄 및 결정립 성장이 일어나지 않는다.
유도 가열 깊이의 80%까지 유지되는 경도를 생성하고, 그 이후부터 영향을 받지 않은 코어에서 발견되는 강철의 원래 경도로 전이 영역을 통해 점진적으로 감소합니다. 따라서 본드는 쪼개지거나 확인될 가능성을 제거하여 이상적입니다.
최대 경도로 입증된 완전한 탄화물 용액 및 균질성은 총 가열 시간 0.6초로 달성할 수 있습니다. 이 시간 중 0.2~0.3초만 실제로 임계 하한보다 높습니다. 유도 경화 장비는 전체 시간이 0.2초 미만인 가열 및 담금질 사이클의 결과로 완전한 카바이드 용액으로 생산 기반으로 매일 작동된다는 점에 주목하는 것이 흥미롭습니다.
대부분의 합금 마르텐사이트의 결절 모양 때문에 고주파 경화로 인한 미세한 결절 모양의 더 균질한 마르텐사이트는 합금강보다 탄소강에서 더 쉽게 나타납니다. 이 미세 구조는 열 가열로 얻은 것보다 더 철저한 탄화물 확산의 결과인 오스테나이트를 그 기원으로 가지고 있어야 합니다. 알파 철 및 탄화철의 전체 미세 구조에 걸쳐 임계 온도의 실질적으로 순간적인 발전은 특히 급속한 탄화물 용액과 완전히 균질한 오스테나이트를 필연적으로 생성하는 구성 요소의 분포에 도움이 됩니다. 또한, 이 구조를 마르텐사이트로 전환하면 유사한 특성과 마모 또는 관통 기구에 대한 저항성을 갖는 마르텐사이트가 생성됩니다. 