Что такое индукционная закалка?

Индукционная закалка - это производственный процесс, который приводит к поверхностному упрочнению проводящего материала, помещая этот материал в большое, быстро колеблющееся магнитное поле. Магнитное поле индуцирует временный электрический ток, который нагревает материал, но только на довольно малую глубину. Затем материал сразу же охлаждают в ванне. Нагрев и внезапное охлаждение вызывают образование кристаллов в самых внешних слоях материала, но материал ядра не подвержен влиянию и сохраняет свои первоначальные свойства. Эта двойственная природа является ключевой характеристикой индукционной закалки.

Закалка сталей и других металлов в течение длительного времени осуществлялась путем нагревания детали в пламени какого-либо происхождения или в печи, а затем быстрого бросания детали в воду или другую охлаждающую жидкость. Закаленный металл не так легко задирается, легче скользит по другим поверхностям и противостоит износу. Кусок также является более хрупким и может легче сломаться или разбиться при ударе или падении. При нагревании только поверхности характеристика твердости приобретается только поверхностью. Оставшаяся часть произведения сохраняет прочность исходного материала.

Нагревание металла или другого проводящего материала проводимостью или прямым нагревом приводит к нагреву всей детали, поскольку электроны возбуждаются и становятся более подвижными, быстро переходя из более горячих областей в более холодные области. При индукционной закалке внешние электроны «вынуждены» реагировать на флуктуирующие магнитные поля, создавая электрические вихревые токи. Эти токи текут в крошечных кругах, поскольку электроны реагируют на постоянно меняющееся направление магнитного поля. Тепло не имеет возможности глубоко проникать в материал.

Тип, размер и однородность кристаллов, образующихся на стадии закалки индукционной закалки, определяют предельное качество закаленной детали. Материал претерпевает фазовый переход от твердого к кристаллу, называемый бездиффузионным превращением. Атомы движутся по существу одновременно на очень короткое расстояние. В стали очень твердая кристаллическая структура, известная как мартенсит, обычно является желаемой конечной формой поверхностного слоя. Мартенситные кристаллы также встречаются в других закаленных материалах, в том числе в керамике.

Применения, которые требуют прочных, но гладких, твердых поверхностей, являются идеальными кандидатами для индукционной закалки. Компоненты трансмиссии в автомобилях, зубчатые передачи во многих областях применения, инструменты, требующие жестких допусков, пресс-формы и высокоскоростные производственные операции, которые обрезают детали, - все это выгодно благодаря двойному характеру деталей, закаленных индукционно. Процесс относительно недорог; самые большие эксплуатационные расходы - это сам расход энергии. Индукционные печи работают от настольных размеров до мощностей, которые могут обрабатывать основные компоненты ракеты. Воспроизводимые, высококачественные результаты являются стандартными в этих операциях.