Что такое термообработка с индукционной закалкой?

1. Основные принципы

Индукционная закалка заключается в использовании принципа электромагнитной индукции для помещения детали в индукционную катушку из медной трубки. Когда к индукционной катушке подается переменный ток, внутри и вокруг нее создается переменное магнитное поле с той же внутренней частотой тока. Если заготовку помещают в магнитное поле, внутри заготовки (проводника) генерируется индуцированный ток, и заготовка нагревается из-за сопротивления. Из-за «скин-эффекта» переменного тока плотность тока у поверхности детали максимальна, а ток в сердечнике детали почти равен нулю. Температура поверхности заготовки может достигать 800-1000 градусов Цельсия в течение нескольких секунд, в то время как сердцевина все еще близка к комнатной температуре. Когда температура поверхности поднимется до температуры закалки, немедленно выполните охлаждение распылением, чтобы закалить поверхность заготовки.

2. Особенности индукционного нагрева.

A. Поскольку индукционный нагрев происходит очень быстро и степень перегрева велика, критическая точка стали увеличивается, поэтому температура индукционной закалки (температура поверхности заготовки) выше, чем общая температура закалки.

Б. Из-за быстрого индукционного нагрева кристаллы аустенита нелегко выращивать. После закалки получается очень мелкая скрытокристаллическая структура мартенсита, благодаря которой твердость поверхности заготовки на 2–3HRC выше, чем при обычной закалке, а также повышается износостойкость.

C. После поверхностной закалки объем мартенсита в закаленном слое больше, чем в исходной структуре, поэтому в поверхностном слое возникает большое остаточное напряжение, которое может значительно улучшить сопротивление изгибу и усталостную прочность деталей. Детали малых размеров можно увеличить в 2-3 раза, детали больших размеров – на 20-30%.

D. Поскольку скорость индукционного нагрева высокая, а время короткое, после закалки не происходит окисления или обезуглероживания, а деформация заготовки также очень мала. После индукционной закалки для уменьшения закалочного напряжения и уменьшения хрупкости требуется низкотемпературный отпуск при 170-200 градусах Цельсия. Заготовки большего размера также можно закалить самостоятельно, используя остаточное тепло закаленной заготовки.