इंडक्शन हार्डनिंग - ऍप्लिकेशन, शारीरिक प्रक्रिया, प्रकार आणि कठोर होण्याच्या पद्धती

हा लेख इंडक्शन हार्डनिंगवर लक्ष केंद्रित करेल - धातूंच्या उष्णतेच्या उपचारांपैकी एक प्रकार जो फेज ट्रान्सफॉर्मेशनची शक्यता प्रदान करतो, म्हणजेच, परलाइटचे ऑस्टेनाइटमध्ये रूपांतर. स्टीलचे भाग, इंडक्शन हार्डनिंगमुळे, उच्च यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करतात, कारण अशा उपचारांच्या परिणामी स्टीलची गुणवत्ता लक्षणीय वाढते.

तर, धातूंच्या उष्णतेच्या उपचारांसाठी, त्यांच्या पृष्ठभागावर कडक होण्याच्या उद्देशाने, ते इंडक्शन हीटिंगचा वापर करतात... तंत्रज्ञान आपल्याला कठोर स्तराची भिन्न खोली निवडण्याची परवानगी देते, याव्यतिरिक्त, प्रक्रिया सहज स्वयंचलित आहे, म्हणूनच ही पद्धत पुरोगामी मानले जाते. वेगवेगळ्या आकारांसह भाग घट्ट करणे शक्य आहे.

पृष्ठभाग इंडक्शन हार्डनिंग दोन प्रकारचे असते: पृष्ठभाग आणि बल्क-सर्फेस.

पृष्ठभाग गरम केल्याने पृष्ठभाग कडक होते, यामुळे वर्कपीस कठोर तापमानापर्यंत कडक थराच्या खोलीपर्यंत गरम होते, तर कोर शाबूत राहतो. गरम होण्याची वेळ 1.5 ते 20 सेकंद आहे, हीटिंगची गती 30 ते 300 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंद आहे.

मार्टेन्सिटिक स्ट्रक्चर असलेल्या लेयरपेक्षा मोठ्या लेयरला गरम करून पृष्ठभागाचे व्हॉल्यूम हार्डनिंग वैशिष्ट्यीकृत आहे, हे डीप हीटिंग आहे. स्टीलला गरम झालेल्या थराच्या जाडीपेक्षा कमी खोलीत जोडले जाते, जे स्टीलच्या कडकपणाद्वारे निर्धारित केले जाते.

मार्टेन्सिटिक स्ट्रक्चरपेक्षा खोल असलेल्या खोल झोनमध्ये, जे सॉलिडिफिकेशन तापमानाला गरम केले जाते, सॉलिफाइड सॉर्बिटॉल किंवा ट्रोस्टाइटच्या संरचनेसह घनरूप झोन तयार होतात. क्यूरिंग वेळ 20-100 सेकंदांपर्यंत वाढतो, पृष्ठभागाच्या क्यूरिंगच्या तुलनेत हीटिंग रेट 2-10 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंद कमी होतो.

हेवी-ड्यूटी एक्सल, गीअर्स, क्रॉस इ. व्हॉल्यूमेट्रिक पृष्ठभागाच्या कडकपणाच्या अधीन आहेत. इंडक्शन हीटिंग आणि इतर हीटिंग पद्धतींमधील मुख्य फरक म्हणजे उष्णता थेट वर्कपीसच्या व्हॉल्यूममध्ये सोडणे.

मुळात प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे. कडक झालेला भाग इंडक्टरमध्ये ठेवला जातो, जो पर्यायी प्रवाहाने चालतो. एक परिवर्तनीय चुंबकीय क्षेत्र EMF ला प्रेरित करते वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थरामध्ये एडी प्रवाह उद्भवतात, वर्कपीस गरम करतात. पर्यायी चुंबकीय क्षेत्रामुळे प्रभावित होणारे हे क्षेत्र उच्च तापमानाला गरम केले जातात.

हीटिंगची गती जास्त आहे आणि स्थानिक हीटिंगसाठी एक पर्याय आहे. पृष्ठभागाच्या प्रभावामुळे वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर वर्तमान घनता जास्त आहे, म्हणूनच केवळ आवश्यक खोलीपर्यंत गरम करणे शक्य आहे. कोर थोडासा गरम होतो.वर्कपीसच्या एडी करंट्सद्वारे प्रसारित होणारी 87% शक्ती आत प्रवेश करण्याच्या खोलीत असते.

धातूच्या वेगवेगळ्या तापमानात वर्तमान प्रवेशाची खोली भिन्न असल्याने, प्रक्रिया अनेक टप्प्यात होते. सर्व प्रथम, शीत धातूचा पृष्ठभाग त्वरीत गरम केला जातो, नंतर थर अधिक खोलवर गरम केला जातो आणि पहिला थर इतक्या लवकर गरम केला जात नाही, नंतर तिसरा थर गरम केला जातो.

प्रत्येक थर गरम करण्याच्या प्रक्रियेत, प्रत्येक थराचा गरम होण्याचा दर संबंधित स्तराच्या चुंबकीय गुणधर्मांच्या नुकसानीसह कमी होतो. म्हणजेच धातूच्या चुंबकीय गुणधर्मांमध्ये थर ते थर बदलल्यामुळे उष्णता पसरते. हे वर्तमान द्वारे सक्रिय गरम आहे, ते अक्षरशः सेकंद टिकते.

इंडक्शन हीटिंग, वर्कपीसच्या विभागात तापमान वितरणावर अवलंबून, थर्मल वहनद्वारे गरम करण्यापेक्षा वेगळे आहे. गरम झालेल्या थरमध्ये, तापमान मध्यभागीपेक्षा लक्षणीय प्रमाणात जास्त असते, तेथे तीव्र घसरण होते, कारण मध्यभागी भाग, बाहेरील सक्रिय विद्युत् प्रवाह आधीच धातूला जास्त गरम करेपर्यंत चुंबकीय गुणधर्म अजूनही नष्ट होत नाहीत. विद्युत् प्रवाहाची वारंवारता आणि गरम होण्याचा कालावधी बदलून, वर्कपीस आवश्यक खोलीपर्यंत गरम केली जाते.

इंडक्टरची रचना सहसा भागाची घनता गुणवत्ता निर्धारित करते. इंडक्टर तांब्याच्या नळ्यांनी बनलेला असतो ज्यातून पाणी थंड होण्यासाठी जाते. एक विशिष्ट अंतर, मिलिमीटरच्या एककांमध्ये मोजले जाते, इंडक्टर आणि भाग दरम्यान राखले जाते आणि सर्व बाजूंनी समान असते.

भागाचा आकार आणि आकार, तसेच शमन आवश्यकतेनुसार, शमन करणे विविध प्रकारे केले जाते. लहान भाग प्रथम गरम केले जातात आणि नंतर थंड केले जातात.शॉवर कूलिंगमध्ये, इंडक्टरमधील छिद्रांद्वारे पाणी सारखे थंड करणारे माध्यम दिले जाते. जर भाग लांब असेल, तर इंडक्टर शमन करताना त्याच्या बाजूने फिरतो आणि त्याच्या हालचालीनंतर शॉवरच्या छिद्रांमधून पाणी दिले जाते. ही एक सतत क्रमिक उपचार पद्धत आहे.

सतत अनुक्रमिक क्यूरिंगमध्ये, इंडक्टर 3 ते 30 मिमी प्रति सेकंदाच्या वेगाने फिरतो आणि भागाचा काही भाग त्याच्या चुंबकीय क्षेत्रात क्रमशः पडतो. परिणामी, भाग अनुक्रमे, विभागानुसार, गरम आणि थंड केला जातो. अशा प्रकारे, आवश्यक असल्यास, वर्कपीसचे वैयक्तिक भाग देखील कठोर केले जाऊ शकतात, उदाहरणार्थ क्रॅंकशाफ्ट जर्नल्स किंवा मोठ्या गियर व्हीलचे दात. ऑटोमेशन टूल्स तुम्हाला भाग समान रीतीने संरेखित करण्यास आणि इंडक्टरला उच्च अचूकतेसह हलविण्यास अनुमती देतात.

स्टीलच्या ब्रँडवर आणि त्याच्या प्रीट्रीटमेंटच्या पद्धतीनुसार, कडक झाल्यानंतरचे गुणधर्म भिन्न आहेत. इंडक्शन हीटिंग, कूलिंग आणि लो टेम्परिंग मोड देखील परिणामांवर परिणाम करतात.

पारंपारिक हार्डनिंगच्या विपरीत, इंडक्शन हार्डनिंगमुळे स्टील 1-2 HRC कठोर, मजबूत, कमी कडकपणा कमी होते आणि सहनशक्तीची मर्यादा वाढते. हे ऑस्टेनाइट धान्य पीसण्यामुळे होते.

उच्च ताप दरामुळे परलाइट-ऑस्टेनाइट ट्रान्सफॉर्मेशन सेंटर्समध्ये वाढ होते. प्रारंभिक ऑस्टेनाइट धान्य लहान होते, उच्च ताप दर आणि प्रदर्शनाच्या अभावामुळे वाढ होत नाही.

मार्टेन्साइट क्रिस्टल्स लहान आहेत. ऑस्टेनाइट धान्य 12-15 गुण आहे. ऑस्टेनिटिक धान्य वाढवण्याच्या कमी प्रवृत्तीसह स्टील्स वापरताना, एक बारीक धान्य मिळते.किंचित विखुरलेले प्रारंभिक रचना असलेले भाग चांगल्या गुणवत्तेच्या परिणामी प्राप्त केले जातात.

अवशिष्ट ताणांच्या वितरणाच्या परिणामी, सहनशक्तीची मर्यादा वाढते. अवशिष्ट संकुचित ताण कडक झालेल्या थरात असतात, तर तन्य ताण त्याच्या बाहेर असतात. थकवा अयशस्वी ताण तणावाशी संबंधित आहे. संकुचित ताण भागाच्या ऑपरेशन दरम्यान बाह्य शक्तींच्या कृती अंतर्गत विनाशकारी तन्य शक्ती कमकुवत करेल. म्हणूनच इंडक्शन हार्डनिंगच्या परिणामी सहनशक्तीची मर्यादा वाढते.

इंडक्शन हार्डनिंगमध्ये निर्णायक महत्त्व आहेतः हीटिंग रेट, कूलिंग रेट, कमी तापमानात कडक होण्याची पद्धत.