İndüksiyonla sertleştirme, imalatta iş parçasının sertliğini ve mukavemetini artıran etkili bir ısıl işlemdir. Bir iş parçasının bir bobin yapısı içinde ısıtılmasını içerir. Yüksek frekanslı AC, bobinden geçer ve bir elektromanyetik alan oluşturur. Alan tarafından üretilen enerji iş parçasını ısıtır. İş parçasının ısıtılması faz dönüşümüne neden olur ve sertleştirme makinesindeki anlık soğutma mekanizması, iş parçasını sertleştirmek için faz dönüşümünü (Martinistik) dengeler. İndüksiyonla sertleştirme işlemi farklı malzeme parçalarını, parçaları ve ürünleri sertleştirebilir. Bu makalee indüksiyonla sertleştirme projelerinde kullanılan yaygın malzemeleri ayrıntılı olarak ele alacaktır.
İndüksiyonla sertleştirme için yaygın malzeme seçenekleri nelerdir?
Herhangi bir malzemenin İndüksiyonla sertleştirme işlemine uygun olması için birkaç temel gereklilik vardır. Malzemenin yüksek termal ve elektriksel iletkenliğe sahip olması gerekir. Bununla birlikte, belirli mikroyapı ve metalurjik gereksinimler nedeniyle yalnızca birkaç malzeme indüksiyonla sertleştirme kullanılarak sertleştirilir. Malzeme, faz dönüşümü yoluyla etkili bir şekilde sertleşmesini sağlayacak uygun bir mikro yapıya sahip olmalıdır, bu da belirli bir miktarda karbon içeriği anlamına gelir. Buna ek olarak, malzeme soğuduktan sonra sertliğini korumasını sağlayan metalürjik özelliklere sahip olmalıdır. Örneğin, östenitik çelikler zayıf sertleşebilirliğe sahip olduklarından indüksiyonla sertleştirme için uygun değildir. İndüksiyonla sertleştirme projelerinde kullanılan en yaygın malzemeler şunlardır;
- Dökme demir (>%2 karbon içeriği)
- Orta karbonlu çelik (%0,3 ila 0,6 karbon içeriği)
- Yüksek karbonlu çelik (%0,6 ila 1,4 karbon içeriği)
- Alaşımlı çelikler
- Takım çeliği
- Paslanmaz çelik
Alüminyum ve titanyum alaşımları bu demir dışı malzemeler diğer malzemelere göre daha az yaygın olmasına rağmen indüksiyonla sertleştirme ile de uyumludur.
Çelik indüksiyon sertleştirme
Alaşımlı çelikler, takım çelikleri, paslanmaz çelik veya diğer çelikler (en az %0,3 karbon içeriği) indüksiyon sertleştirme ile işlenebilir. Aslında çelik, indüksiyonla sertleştirme projelerinde en popüler malzemedir. Ham çelik saclar, çelik parçalar ve ürünler, istenen özellikleri geliştirmek için indüksiyonla sertleştirmeye tabi tutulur. Çelik parçaların mukavemetini ve sertliğini istenen seviyeye getirmek için en etkili yaklaşımlardan biridir. Çoğu çelik parça ve ürün, imalat aletleri, dişliler, miller, krank milleri, eksantrik milleri, rulmanlar, burçlar, akslar, silindirler, borular, bağlantı çubukları ve çok daha fazlası gibi yüzey sertleştirme için bir indüksiyon sertleştirme işlemine tabi tutulur. Sertleştirme derinliği, akım, ısıtma süresi, su verme hızı ve diğer operasyonel parametreler ayarlanarak kontrol edilebilir. Sertleştirme derinliği, özel gereksinimlere ve kullanım amacına göre 0,5 ila 10 mm arasında değişebilir.
İndüksiyonla sertleştirme projelerimize bakın.
İndüksiyonla sertleştirme ve kendiliğinden temperleme işlemlerinin nasıl yapıldığını öğrenin.
İndüksiyonla sertleştirme için yaygın çelik alaşımları
Karbonun yanı sıra ilave alaşım elementleri içeren çelik alaşımlı çelik olarak bilinir. Krom, nikel, molibden ve manganez çeliğin mukavemetini, sertliğini, tokluğunu ve korozyon direncini artırmak için çeliğe eklenen yaygın alaşım elementleridir. Çeşitli indüksiyonla sertleştirme projelerinde kullanılan çeşitli alaşımlı çelik kaliteleri vardır. Bir alaşımlı çelik sınıfı, çeliğin bileşimini ve özelliklerini tanımlayan belirli bir standart veya sınıflandırmayı ifade eder.
| Notlar | Açıklama |
|---|---|
| 1045 | 0,43-0,50 karbon içeriğine ve diğer alaşım elementlerine sahip orta karbonlu bir çelik alaşımıdır. SAE 1045 çeliği, mukavemetini ve sertliğini artırmak için indüksiyonla ısıtma yoluyla sertleştirilebilir. Bununla birlikte, daha düşük sertleşebilirlikle, çok yüksek yüzey sertliğine sahip belirli uygulamalar için uygun olmayabilir. |
| 1050 | Alaşımlı çelik 1050, esas olarak Manganez, karbon ve demirden oluşan orta karbonlu bir çelik alaşımıdır. Karbon içeriği 1045 çeliğe göre daha düşüktür, bu da daha yumuşak ve daha az sertleştirilebilir olduğu anlamına gelir. |
| 1144 | Alaşım elementi olarak karbonun yanı sıra manganez ve sülfür içerir. Kırılgan hale gelmeden gerilim giderme özelliği onu benzersiz kılar. |
| 4140 | İyi mukavemeti ve tokluğu ile bilinen düşük alaşımlı bir çeliktir. Çelik, 58HRC’ye kadar (tipik değer) bir yüzey sertliği elde etmek için indüksiyonla sertleştirilebilir. Diğer yüksek alaşımlı çeliklere kıyasla nispeten düşük sertleşebilirliğe sahiptir (John Pearson, 2021). |
| 4340 | Krank milleri, bağlantı çubukları ve diğer yüksek gerilimli parçalar için uygun, yüksek mukavemet ve sertliğe sahip yüksek alaşımlı bir çeliktir. Ayrıca alaşıma nikel ilavesi, yüksek mukavemet seviyelerinde daha iyi tokluk ve süneklik sağlar. |
| 5210 | Yüksek karbonlu alaşımlı bir çeliktir ve bu yüksek karbon içeriği onu indüksiyon sertleştirme projeleri için uygun hale getirir. Bu kalite, indüksiyonla sertleştirme sonrasında rulmanlar, dişliler ve kesici takımlar gibi yüksek yüzey sertliği gerektiren yüksek performanslı uygulamalarda kullanılır. |
| 8620 | 8620, indüksiyonla sertleştirme projelerinde yaygın olarak kullanılan düşük alaşımlı bir çeliktir. Farklı özellikler, mukavemet, sertlik ve yorulma ömrü elde etmek için sertleştirilir. |
| 9310 | Diğer alaşımlı çeliklere kıyasla nispeten yüksek bir sertleşebilirliğe sahiptir, bu da onu çok yüksek sertliğe sahip uygulamalarda indüksiyonla sertleştirme için mükemmel bir seçim haline getirir. |
İndüksiyonla sertleştirmede kullanılan diğer alaşımlı çelik kaliteleri arasında 4150, 4350, 5150, 8650, EN25, EN2, XK1340, K245 ve çok daha fazlası bulunmaktadır.
Çeliğin karbon içeriği ve indüksiyonla sertleştirme
Daha önce de belirtildiği gibi, çeliğin indüksiyon sertleştirmesi ile işlenebilmesi için belirli bir oranda (%0,3) karbon içeriğine sahip olması gerekir. Bu nedenle, çeliğin karbon içeriği indüksiyon sertleştirme işlemi ile yakından ilgilidir. Karbon içeriği öncelikle sertleştirilmiş tabakanın sertliğini ve derinliğini belirler. Daha yüksek karbon içerikli çelikler daha sert ve daha kırılgandır ve daha büyük bir derinliğe kadar sertleştirilebilir. Öte yandan, düşük karbonlu çelikler daha yumuşak ve dövülebilirdir ve yalnızca daha sığ bir derinliğe kadar sertleştirilebilir. Sertleştirilmiş katmanın derinliği indüksiyonla sertleştirmede hayati önem taşır çünkü bileşenin mukavemetini ve aşınma direncini etkiler. Ayrıca karbon içeriği, indüksiyonla sertleştirme işlemi sırasında çeliğin dönüşüm sıcaklığını etkiler. Daha yüksek karbon içeriğine sahip çelikler, östeniti martenzite dönüştürmek için ulaşılması gereken daha yüksek bir dönüşüm sıcaklığına sahiptir.
İndüksiyonla sertleştirme için malzeme seçim prosedürü
İndüksiyonla sertleştirme projeleriniz için uygun malzeme, uygulamanın özel gereksinimlerine ve kısıtlamalarına, ayrıca mevcut malzemelere ve işleme kapasitesine bağlıdır. Malzeme seçimi, indüksiyonla sertleştirilmiş işin performansını doğrudan etkilediği için indüksiyonla sertleştirmenin önemli bir yönüdür. İndüksiyonla sertleştirme için malzeme seçim prosedürü tipik olarak aşağıdaki adımları içerir:
- Uygulama gereksinimlerini tanımlayın: İlk adım, mukavemet, sertlik, aşınma direnci, tokluk ve süneklik gibi uygulama için özel gereksinimleri tanımlamak ve belirlemektir.
- Malzeme seçeneklerini listeleyin: Uygulama gereksinimlerine dayanarak, tipik olarak farklı karbon içeriğine, diğer alaşım elementlerine ve mikro yapılara sahip bir dizi malzeme ve alaşım içeren tüm potansiyel malzeme seçeneklerinin bir listesini oluşturun.
- İndüksiyonla sertleştirme özelliklerini inceleyin: Dönüşüm sıcaklığı, sertlik, sertleştirilmiş katmanın derinliği ve çatlamaya yatkınlık gibi çeşitli faktörleri göz önünde bulundurmadan önce listelediğiniz her bir malzeme seçeneğinin yeteneklerini inceleyin.
- Mekanik özellikleri değerlendirin: Mukavemet, sertlik, tokluk ve süneklik dahil olmak üzere her bir malzeme seçeneğinin mekanik özelliklerini karşılaştırın. Uygulama için gereksinimleri karşıladıklarından emin olmalısınız.
- Maliyet ve bulunabilirliği göz önünde bulundurun: Hammadde maliyetleri, üretim maliyetleri ve teslim süresi gibi faktörleri dikkate alarak her bir malzeme seçeneğinin fiyatını ve bulunabilirliğini karşılaştırın.
- Nihai bir karar verin: İndüksiyonla sertleştirme kabiliyetleri, mekanik özellikler, maliyet ve bulunabilirliğin değerlendirilmesine dayanarak, uygulama için en uygun malzemeye ilişkin nihai kararı verin.
Sonuç
İndüksiyonla sertleştirme için kullanılan yaygın malzemeler arasında dökme demir, orta ve yüksek karbonlu çelikler, alaşımlı çelikler, takım çeliği ve paslanmaz çelik bulunur. Ancak çelik, indüksiyonla sertleştirme projelerinde en yaygın kullanılan malzemedir. Malzeme, indüksiyonla sertleştirilmiş parçaların veya ürünlerin kalitesini ve performansını doğrudan etkilediğinden uygun bir malzeme seçmek çok önemlidir. Bu nedenle, projeniz için malzemeyi istenen özelliklere, amaçlanan uygulamaya, sertleştirme kabiliyetine, maliyete ve yorulma ömrüne göre seçin.
