Làm cứng cảm ứng đang ngày càng trở nên phổ biến trong ngành sản xuất do công nghệ này cung cấp khả năng làm cứng có kiểm soát. Việc cải thiện các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau của phôi là có lợi. Hiểu được ưu điểm và nhược điểm của làm cứng cảm ứng giúp đạt được kết quả tốt nhất bằng cách giảm thiểu các khuyết tật và hỏng hóc có thể xảy ra. Bài viết này sẽ thảo luận sâu về tất cả các ưu điểm và nhược điểm.
Quá trình tôi cảm ứng ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cơ học như thế nào?
Việc nung nóng phôi ở nhiệt độ cao gây ra sự biến đổi austenit, trong đó các nguyên tử cacbon bị mắc kẹt bên trong cấu trúc tinh thể ở cấp độ vi mô. Sự thay đổi cấu trúc tinh thể dẫn đến việc tăng cường ranh giới hạt. Kết quả là, các nguyên tử cacbon bị mắc kẹt bên trong cấu trúc tinh thể làm tăng độ cứng và ranh giới hạt chặt chẽ làm tăng cường độ bền cơ học. Chúng ta hãy xem xét các phương pháp làm cứng khác để chứng minh rằng làm cứng cảm ứng là tốt hơn.
Các phương pháp làm cứng khác
Có nhiều phương pháp khác nhau có thể được sử dụng để làm cứng kim loại. Chúng ta hãy thảo luận về ba phương pháp làm cứng chính bên cạnh phương pháp làm cứng cảm ứng, ngọn lửa, lò nung và làm cứng chân không.
- Làm cứng lò
Quá trình tôi luyện bằng lò nung bao gồm việc nung nóng phôi gia công trong lò xử lý nhiệt trong môi trường được kiểm soát. Phôi gia công được nung nóng cho đến khi austenit biến đổi, sau đó quá trình làm nguội nhanh diễn ra. Quá trình tôi luyện bằng lò nung không thể nung nóng phôi gia công đồng đều như quá trình tôi luyện bằng cảm ứng. Nó nung nóng tất cả các phần phôi gia công, trong khi quá trình tôi luyện bằng cảm ứng có thể nung nóng các phần phôi gia công cụ thể. Cảm ứng là một lựa chọn khả thi nếu bạn cần tôi luyện một phần cụ thể.
- Làm cứng chân không
Làm cứng chân không liên quan đến việc làm nóng phôi bằng cách kiểm soát áp suất riêng phần, sau đó là quá trình làm mát nhanh. Nó thường được sử dụng cho các bộ phận có độ chính xác cao, vì nó có thể tạo ra các bề mặt cứng và đồng nhất với độ biến dạng tối thiểu. Giống như làm cứng lò, nó cũng không có khả năng làm nóng phôi ở một vùng cụ thể. Chân không ngăn phôi phản ứng với các khí quyển trong không khí, do đó kết quả không bị ảnh hưởng.
- Làm cứng ngọn lửa
Làm cứng bằng ngọn lửa cũng bao gồm việc làm cứng bề mặt ngoài bằng ngọn lửa trong khi vẫn duy trì độ dẻo của phần lõi. Khả năng làm cứng bằng ngọn lửa có thể lên đến 10 mm. Quy trình này thường được sử dụng để làm cứng các bộ phận nhỏ hoặc mỏng hoặc để làm cứng các khu vực cụ thể của một bộ phận quan trọng hơn. Vì làm cứng bằng cảm ứng không sử dụng phương pháp gia nhiệt hở như làm cứng bằng ngọn lửa nên nó chính xác hơn và không tạo ra quá nhiệt, đóng cặn hoặc hư hỏng do thoát cacbon.
Ưu điểm của công nghệ tôi cảm ứng là gì?
Làm cứng cảm ứng cung cấp một loạt các lợi thế so với các phương pháp làm cứng khác. Có thể làm cứng một khu vực phôi cụ thể với độ sâu thâm nhập chính xác bằng cách sử dụng làm cứng cảm ứng. Nhiều ứng dụng yêu cầu làm cứng phôi chỉ trên một phần cụ thể, có thể đạt được bằng cách kiểm soát các biến số vận hành, chẳng hạn như lượng dòng điện, thời gian gia nhiệt và tần số dòng điện . Ngoài ra, có thể thiết kế một cuộn dây tùy chỉnh cho quy trình dựa trên mục đích sử dụng cụ thể. Sau đây là những lợi thế chính khác của quy trình làm cứng cảm ứng.
- Tôi cảm ứng có thể làm nóng và làm nguội một bộ phận kim loại nhanh hơn nhiều so với các phương pháp khác, chẳng hạn như tôi bằng ngọn lửa hoặc lò nung.
- Nó tùy chỉnh độ cứng của phôi thép theo mức mong muốn.
- Làm cứng cảm ứng là phương pháp tốt nhất để đạt được độ cứng đồng đều trên toàn bộ cấu trúc vật liệu.
- Nó đòi hỏi ít nhân công và có thể tự động hóa hoàn toàn, tùy thuộc vào yêu cầu.
- Nhìn chung, phương pháp này tiết kiệm năng lượng hơn các phương pháp khác vì nó làm nóng và làm mát linh kiện nhanh hơn và cần ít năng lượng hơn để duy trì nhiệt độ cao.
- Quá trình tôi cảm ứng cho phép kiểm soát tốt hơn tốc độ gia nhiệt và làm nguội, giúp cho quá trình tôi luyện linh kiện đồng đều và chính xác hơn.
- Quá trình tôi luyện cảm ứng giảm thiểu rủi ro các bộ phận bị lỗi và góp phần trực tiếp vào chi phí tôi luyện. Ngoài ra, quá trình tự động hóa trong quá trình tôi luyện cảm ứng giúp giảm lao động thủ công và giúp giảm tổng chi phí.
Nhược điểm của phương pháp tôi cảm ứng là gì?
Hình dạng phôi và gia nhiệt đồng đều có liên quan đến những nhược điểm chính của quá trình tôi cảm ứng. Nếu hình dạng phôi phức tạp, vùng gần cuộn cảm ứng sẽ nóng hơn các phần khác. Tuy nhiên, sử dụng cuộn cảm ứng tùy chỉnh theo hình dạng của phôi sẽ loại bỏ khả năng gia nhiệt không đều. Nứt ở phôi là một nhược điểm có thể xảy ra khác của quá trình tôi cảm ứng. Một số lý do bao gồm giãn nở nhiệt, ứng suất nhiệt và làm nguội không đều. Sau đây là những nhược điểm chính khác của quá trình tôi cảm ứng.
- Sự giãn nở vì nhiệt gây ra sự tập trung tạp chất ở ranh giới hạt, dẫn đến cấu trúc hạt yếu, gây ra nứt giữa các hạt.
- Quá trình gia nhiệt và làm nguội nhanh trong quá trình tôi cảm ứng có thể làm biến dạng thành phần đã tôi. Điều này có thể là vấn đề nếu thành phần yêu cầu kích thước chính xác hoặc dễ bị cong vênh.
- Chi phí có thể là một bất lợi nếu chúng ta so sánh chi phí lắp đặt công nghệ tôi cảm ứng với các phương pháp khác, chẳng hạn như tôi bằng ngọn lửa và tôi bằng lò.
- Làm cứng cảm ứng không tương thích với tất cả các loại kim loại và hợp kim. Nó chỉ giới hạn ở các loại hợp kim thép cụ thể. Các hợp kim cacbon thấp như thép 8620, 1010, 12L14 và 1008 không hoạt động tốt theo quy trình làm cứng cảm ứng.
- Thép cần phải có một hàm lượng cacbon nhất định (> 0,40%) để đạt được mức độ tăng cường độ cứng đáng kể.
- Cần phải có sự chú ý và chuyên môn cao để đảm bảo rằng các bộ phận được làm nóng và làm mát đầy đủ để đạt được kết quả mong muốn.
- Việc kiểm soát cẩn thận các thông số quy trình có thể tốn nhiều thời gian và có thể yêu cầu theo dõi và điều chỉnh thường xuyên trong quá trình tôi cảm ứng.
Tóm tắt
Không còn nghi ngờ gì nữa, tôi cảm ứng là một trong những phương pháp thực tế để tôi hợp kim thép có hàm lượng cacbon cụ thể. Nó cung cấp khả năng tôi đồng đều, chi phí năng lượng thấp, thời gian hoàn thành nhanh và một số ưu điểm khác. Nó cũng có một số nhược điểm, cụ thể là khả năng nứt và chi phí lắp đặt cao. Tuy nhiên, việc sử dụng máy tôi cảm ứng tinh vi của FOCO giúp quy trình này tiết kiệm chi phí thông qua tính bền vững của nó. Hơn nữa, hình dạng của phôi và việc tùy chỉnh cuộn cảm ứng giúp ngăn ngừa nguy cơ hình thành vết nứt.
