Calentamiento por inducción desde 2000

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¿Cómo realizar el enfriamiento superficial por inducción de alta frecuencia del orificio interior de la pieza de trabajo de acero inoxidable martensítico?

Hay dos formas de calentamiento por enfriamiento rápido de alta frecuencia: la primera es calentamiento y enfriamiento simultáneos, es decir, la superficie de la pieza de trabajo que debe enfriarse se calienta al mismo tiempo, seguido de un enfriamiento brusco; El segundo es el enfriamiento secuencial, es decir, mediante el calentamiento por inducción de una pequeña parte de la superficie de la pieza de trabajo, mientras que la pieza de trabajo se mueve de arriba a abajo para que la superficie se caliente y se enfríe sucesivamente.

En la producción de piezas de múltiples variedades y lotes pequeños, es posible que diferentes materiales necesiten usar diferentes medios de enfriamiento, por lo que se adopta principalmente el método de enfriamiento simultáneo. Si las piezas con grandes superficies de enfriamiento están limitadas por la potencia del equipo y otros factores, se considera el calentamiento continuo para el enfriamiento.

Lo siguiente para introducir: pieza de trabajo de acero inoxidable martensita, orificio de superficie de alta frecuencia, enfriamiento rápido

(1) Dificultades de procesamiento

El enfriamiento superficial de alta frecuencia del orificio interior de la pieza de trabajo de acero inoxidable martensítico adopta la forma de calentamiento simultáneo, la dificultad de procesamiento radica en el enfriamiento del material de acero inoxidable y la superficie del orificio interno.

En el proceso de calentamiento por inducción de alta frecuencia, cuando la temperatura excede el punto de desmagnetización del material (la temperatura del punto de desmagnetización del hierro y el acero es generalmente de 700 ~ 800 ℃), la capacidad de inducción electromagnética del material disminuye y la velocidad de calentamiento cae varias veces, dificultando el calentamiento adicional. Y la temperatura del tratamiento térmico del acero inoxidable es alta, está por encima de 1000 ℃, el calentamiento a la temperatura de enfriamiento del material es más difícil. Por otro lado, debido a su alta temperatura de tratamiento térmico, cerca del punto de fusión del material, aunque se reduce la velocidad de calentamiento por encima de la pérdida del punto magnético, la velocidad de calentamiento sigue siendo más rápida que el tratamiento térmico convencional y difícil de control, existe el riesgo de que se sobrecaliente la superficie y se derritan las piezas.

El efecto anular es uno de los tres efectos principales del calentamiento por inducción y también es la razón de la dificultad del calentamiento del orificio interior. Cuando la bobina de inducción calienta la pieza de trabajo, la corriente que pasa a través de la bobina de inducción se concentra en la superficie interna de la bobina de inducción. Al calentar la superficie exterior de la pieza de trabajo, la superficie interior de la bobina de inducción debe estar en relación con la superficie exterior de la pieza de trabajo, lo que favorece el calentamiento de la pieza de trabajo, mientras que al calentar la superficie del orificio interior de la pieza de trabajo, la dirección es justo opuesta, lo que reducirá significativamente la eficiencia eléctrica del inductor y no favorece el calentamiento de la pieza de trabajo. Además, cuando se lleva a cabo el enfriamiento por inducción del orificio interno, la superficie de calentamiento está dentro de la pieza de trabajo, por lo que no es fácil para el operador observar directamente desde el exterior, lo que aumenta la dificultad de la operación hasta cierto punto.

El cojinete esférico de algunos productos requiere un enfriamiento esférico de sf28 mm, el material es acero inoxidable martensita 20Cr13, la dureza de enfriamiento requiere 35 ~ 45HRC. Además de las dificultades de calentamiento anteriores, la superficie de calentamiento de la pieza de trabajo es esférica en lugar de pasar directamente por el orificio interno. lo que inevitablemente hará que aumente el espacio entre el sensor y la superficie de calentamiento de la pieza de trabajo, lo que reducirá aún más la eficiencia eléctrica. Para superar el efecto adverso del efecto anular en el calentamiento de la pieza de trabajo, la conductividad magnética se establece en el inductor para cambiar la distribución del campo magnético y obligar a que la dirección del flujo eléctrico esté cerca de la distribución de la superficie de la pieza de trabajo a calentar. para mejorar el efecto de calentamiento. Sin embargo, el orificio interior de la pieza de trabajo es pequeño, por lo que se elimina la distancia de separación entre el sensor y la pieza de trabajo y el tamaño del sensor mismo. El diámetro interior del sensor es inferior a 13 mm, por lo que no puede equiparse con un cuerpo conductor magnético. El enfriamiento por inducción de la pieza de trabajo solo se puede realizar optimizando los parámetros del proceso y mejorando el proceso de calentamiento para maximizar la capacidad del equipo.

(2) Esquema del proceso de enfriamiento

El esquema del proceso de enfriamiento incluye el tiempo de calentamiento, la temperatura de enfriamiento y el medio de enfriamiento.

Mucha gente piensa que el endurecimiento por inducción de alta frecuencia pertenece al calentamiento instantáneo, que puede alcanzar la temperatura de enfriamiento en solo unos segundos. Este entendimiento refleja la situación general, pero no es integral. En algunos casos, la velocidad de calentamiento será más lenta y, en algunos casos especiales, al reducir la salida de voltaje y otros medios para disminuir la velocidad de calentamiento de las piezas, puede satisfacer las necesidades de alguna pieza de trabajo especial o requisitos técnicos especiales. Para la pieza de trabajo, debido a la existencia de muchos factores adversos, el calentamiento rápido no es realista, teniendo en cuenta la necesidad de un cambio de temperatura visual y evitar el sobrecalentamiento o incluso el fenómeno de fusión de la superficie, para garantizar la calidad del enfriamiento, debe basarse en un calentamiento más lento Velocidad. Si la velocidad de calentamiento es demasiado lenta, se perderán las ventajas del enfriamiento superficial y la capa de endurecimiento será demasiado grande debido a la conducción del calor. La práctica muestra que es más adecuado controlar el tiempo de calentamiento de la pieza de trabajo dentro de 2.5 ~ 3 min.

La temperatura de enfriamiento de la pieza de trabajo debe determinarse de acuerdo con el tipo de acero, la estructura original y la velocidad de calentamiento en la zona de cambio de fase. Bajo ciertas condiciones del tipo de acero y la estructura original, la temperatura de enfriamiento está determinada principalmente por la velocidad de calentamiento. Cuanto más rápida sea la velocidad de calentamiento, mayor será la temperatura de enfriamiento. La velocidad de calentamiento de enfriamiento rápido de alta frecuencia es mucho más alta que la del tratamiento térmico convencional, por lo que la temperatura de enfriamiento rápido de alta frecuencia es generalmente más alta que la del tratamiento térmico convencional. Existen muchas dificultades para calentar los cojinetes esféricos debido a varias razones, y la temperatura de enfriamiento no debe ser demasiado alta. Cuanto mayor sea la temperatura de enfriamiento, más difícil será lograrlo, lo que también es una de las razones para elegir una velocidad de calentamiento más lenta. Aunque se elige la velocidad de calentamiento más lenta, sigue siendo un calentamiento rápido. Teniendo en cuenta la velocidad de calentamiento más lenta significa que el tiempo de austenización es más largo que el tiempo de calentamiento rápido. Después del análisis exhaustivo de muchos factores, la temperatura de enfriamiento debe ser igual o ligeramente superior a la del tratamiento térmico convencional.

Acero inoxidable martensítico buena templabilidad, el tamaño de la pieza de trabajo no es muy grande, el enfriamiento por aire se puede apagar por completo. El grosor efectivo del cojinete esférico es inferior a 10 mm y la superficie está templada. En teoría, se debe seleccionar enfriamiento rápido por aire. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta la situación especial de elegir una temperatura de enfriamiento baja, para garantizar el efecto de enfriamiento de la pieza de trabajo y cumplir con los requisitos de dureza, el enfriamiento por enfriamiento con aire inevitablemente tiene ciertos factores inciertos, por lo que se convierte en una opción inevitable para elegir el medio de enfriamiento con una velocidad de enfriamiento más rápida para compensar los posibles defectos de baja temperatura de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento del aceite es obviamente mejor que la del enfriamiento por aire, y es un poco más lenta entre todos los tipos de medios de enfriamiento. El efecto de enfriamiento se puede lograr remojando el aceite inmediatamente después de calentar la pieza de trabajo a la temperatura de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento más lenta puede cumplir con los requisitos técnicos de manera estable y efectiva sin grietas ni otros defectos.

(3) Efecto real

Después de templar el rodamiento esférico de acuerdo con el esquema anterior, la dureza esférica es superior a 45HRC. Después de templar a 480 °C, la dureza sigue estando por encima de 40HRC, y la distribución de la dureza de cada pieza de trabajo y varias partes de la pieza de trabajo es uniforme y estable, lo que indica que la pieza de trabajo cumple completamente con los requisitos de enfriamiento. El templado exitoso de la pieza de trabajo proporciona una referencia útil para el templado superficial de la pieza de trabajo de acero inoxidable y el orificio interior que es difícil de calentar.

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