Mikä on induktiokarkaisulämpökäsittely?

1. Perusperiaatteet

Induktiokarkaisu on käyttää sähkömagneettisen induktion periaatetta työkappaleen sijoittamiseksi kupariputkesta valmistettuun induktiokelaan. Kun induktiokäämiin syötetään vaihtovirtaa, sen sisään ja ympärille syntyy vaihtomagneettikenttä, jolla on sama sisäinen virtataajuus. Jos työkappale asetetaan magneettikenttään, työkappaleen (johtimen) sisään syntyy indusoitunut virta ja työkappale kuumenee vastuksen vuoksi. Vaihtovirran “skin vaikutuksen” vuoksi virrantiheys työkappaleen pinnan lähellä on suurin, kun taas työkappaleen ytimessä oleva virta on lähes nolla. Työkappaleen pintalämpötila voi nousta 800-1000 celsiusasteeseen muutamassa sekunnissa, kun ydin on vielä lähellä huoneenlämpötilaa. Kun pinnan lämpötila nousee karkaisulämpötilaan, ruiskuta välittömästi jäähdytystä työkappaleen pinnan sammuttamiseksi.

2. Induktiolämmityksen ominaisuudet

V. Koska induktiokuumennus on erittäin nopeaa ja ylikuumenemisaste suuri, teräksen kriittinen piste kasvaa, joten induktiokarkaisulämpötila (työkappaleen pintalämpötila) on korkeampi kuin yleinen karkaisulämpötila.

B. Nopean induktiokuumennuksen vuoksi austeniittikiteitä ei ole helppo kasvattaa. Karkaisun jälkeen saadaan erittäin hieno kryptokiteinen martensiittirakenne, jonka ansiosta työkappaleen pintakovuus on 2-3HRC korkeampi kuin tavallisessa karkaisussa, ja myös kulutuskestävyys paranee.

C. Pintakarkaisun jälkeen martensiitin tilavuus kovetetussa kerroksessa on suurempi kuin alkuperäinen rakenne, joten pintakerroksessa on suuri jäännösjännitys, mikä voi merkittävästi parantaa osien taivutuskestävyyttä ja väsymislujuutta. Pienikokoisia osia voidaan kasvattaa 2-3 kertaa, suurikokoisia osia voidaan kasvattaa 20-30%.

D. Koska induktiokuumennusnopeus on nopea ja aika lyhyt, sammutuksen jälkeen ei tapahdu hapettumista tai hiilenpoistoa, ja myös työkappaleen muodonmuutos on hyvin pieni. Induktiokarkaisun jälkeen, karkaisujännityksen vähentämiseksi ja haurauden vähentämiseksi, tarvitaan matalalämpötilakarkaisu 170-200 celsiusasteessa. Suuremmat työkappaleet voidaan myös itsekarkaista karkaisun työkappaleen jälkilämmöllä.