Forno HD per il riscaldamento dei metalli. Riscaldamento ad induzione, principi base e tecnologie

Le correnti ad alta frequenza sono in grado di far fronte idealmente a una varietà di processi di trattamento termico dei metalli. L'installazione HDTV è perfetta per l'indurimento. Ad oggi non esistono apparecchiature che possano competere ad armi pari con il riscaldamento a induzione. I produttori iniziarono a prestare sempre più attenzione alle apparecchiature a induzione, acquistandole per la lavorazione di prodotti e la fusione di metalli.

Qual è una buona installazione HDTV per l'indurimento

L'installazione HDTV è un'apparecchiatura unica in grado di lavorare il metallo con alta qualità in un breve periodo di tempo. Per eseguire ciascuna funzione, è necessario selezionare un'installazione specifica, ad esempio, per l'indurimento, è meglio acquistare un complesso di indurimento HDTV già pronto, in cui tutto è già progettato per un indurimento confortevole.
L'installazione HDTV ha un ampio elenco di vantaggi, ma non considereremo tutto, ma ci concentreremo su quelli che sono specificamente adatti per l'indurimento HDTV.

1. L'installazione HDTV si riscalda in un breve periodo di tempo, iniziando a lavorare rapidamente il metallo. Quando si utilizza il riscaldamento a induzione, non è necessario sprecare Tempo extra per il riscaldamento intermedio, poiché l'apparecchiatura inizia immediatamente a lavorare il metallo.
2. Il riscaldamento a induzione non ha bisogno di ulteriori mezzi tecnici, ad esempio, nell'applicazione di olio indurente. Il prodotto è di alta qualità e il numero di difetti di produzione è notevolmente ridotto.
3. L'installazione HDTV è completamente sicura per i dipendenti dell'azienda ed è anche facile da usare. Non è necessario assumere personale altamente qualificato per far funzionare e programmare l'apparecchiatura.
4. Le correnti ad alta frequenza consentono di lavorare un indurimento più profondo, poiché il calore sotto l'influenza di un campo elettromagnetico è in grado di penetrare a una determinata profondità.

L'installazione HDTV ha un enorme elenco di vantaggi, che possono essere elencati per molto tempo. Utilizzando il riscaldamento HDTV per l'indurimento, ridurrai significativamente i costi energetici e avrai anche l'opportunità di aumentare il livello di produttività dell'impresa.

Installazione HDTV: il principio di funzionamento per l'indurimento

L'impianto HDTV funziona sulla base del principio del riscaldamento a induzione. Alla base di questo principio sono state prese le leggi di Joule-Lenz e di Faraday-Maxwell sulla conversione dell'energia elettrica.
Il generatore si alimenta energia elettrica, che passa attraverso l'induttore, trasformandosi in un potente campo elettromagnetico. Le correnti parassite del campo formato iniziano ad agire e, penetrando nel metallo, si trasformano in energia termica iniziando a lavorare il prodotto.

La corrente ad alta frequenza viene generata nell'impianto grazie all'induttore e consente di riscaldare il prodotto posto in prossimità dell'induttore. L'unità ad induzione è ideale per la tempra prodotti in metallo. È nell'installazione HDTV che è possibile programmare chiaramente: la profondità desiderata di penetrazione del calore, il tempo di indurimento, la temperatura di riscaldamento e il processo di raffreddamento.

Per la prima volta, l'attrezzatura ad induzione è stata utilizzata per la tempra su proposta di V.P. Volodino nel 1923. Dopo lunghe prove e test del riscaldamento ad alta frequenza, è stato utilizzato per la tempra dell'acciaio dal 1935. Gli impianti di indurimento HDTV sono di gran lunga i più in modo produttivo trattamento termico di prodotti in metallo.

Perché l'induzione è migliore per l'indurimento

L'indurimento ad alta frequenza delle parti metalliche viene eseguito per aumentare la resistenza dello strato superiore del prodotto ai danni meccanici, mentre il centro del pezzo ha una maggiore viscosità. È importante notare che il nucleo del prodotto durante l'indurimento ad alta frequenza rimane completamente invariato.
L'installazione a induzione presenta molti vantaggi molto importanti rispetto ai tipi alternativi di riscaldamento: se le precedenti installazioni HDTV erano più ingombranti e scomode, ora questo inconveniente è stato corretto e l'apparecchiatura è diventata universale per il trattamento termico dei prodotti in metallo.

Vantaggi delle apparecchiature a induzione

Uno degli svantaggi della macchina per tempra ad induzione è l'impossibilità di elaborare alcuni prodotti che hanno una forma complessa.

Varietà di indurimento del metallo

Esistono diversi tipi di indurimento del metallo. Per alcuni prodotti è sufficiente riscaldare il metallo e raffreddarlo subito, mentre per altri è necessario mantenerlo ad una certa temperatura.
Esistono i seguenti tipi di indurimento:

• Tempra stazionaria: utilizzata, di norma, per parti che hanno una piccola superficie piana. La posizione del pezzo in lavorazione e dell'induttore quando si utilizza questo metodo di indurimento rimane invariata.
• Tempra continua-sequenziale: utilizzata per la tempra di prodotti cilindrici o piatti. Con la tempra sequenziale continua, la parte può muoversi sotto l'induttore o mantenere invariata la sua posizione.
• Tempra tangenziale dei pezzi: ottima per la lavorazione di piccoli pezzi che hanno forma cilindrica. L'indurimento tangenziale continuo-sequenziale fa scorrere il prodotto una volta durante l'intero processo di trattamento termico.
• Un'unità di indurimento HDTV è un'apparecchiatura in grado di indurire un prodotto di alta qualità e allo stesso tempo di risparmiare risorse di produzione.

L'indurimento degli acciai mediante correnti ad alta frequenza (HF) è uno dei metodi di superficie più comuni trattamento termico, che consente di aumentare la durezza della superficie dei pezzi. Utilizzato per parti in carbonio e acciai strutturali o ghisa. La tempra ad induzione con HFC è uno dei metodi di tempra più economici e tecnologicamente avanzati. Permette di indurire l'intera superficie della parte o dei suoi singoli elementi o zone che subiscono il carico principale.

In questo caso, strati viscosi di metallo non induriti rimangono sotto la superficie esterna solida indurita del pezzo. Tale struttura riduce la fragilità, aumenta la durata e l'affidabilità dell'intero prodotto e riduce anche il consumo di energia per il riscaldamento dell'intera parte.

Tecnologia di indurimento ad alta frequenza

L'indurimento superficiale HFC è un processo di trattamento termico per migliorare le caratteristiche di resistenza e durezza del pezzo.

Le fasi principali dell'indurimento superficiale dell'HDTV sono il riscaldamento a induzione ad alta temperatura, il mantenimento ad essa, quindi il raffreddamento rapido. Il riscaldamento durante l'indurimento dell'HDTV viene effettuato utilizzando una speciale unità di induzione. Il raffreddamento viene effettuato in un bagno con un refrigerante (acqua, olio o emulsione) o spruzzandolo sulla parte da appositi impianti a doccia.

Selezione della temperatura

Per il corretto passaggio del processo di indurimento è molto importante corretta selezione temperatura, che dipende dal materiale utilizzato.

In base al contenuto di carbonio, gli acciai sono divisi in ipoeutettoidi - meno dello 0,8% e ipereutettoidi - più dello 0,8%. L'acciaio con meno dello 0,4% di carbonio non viene indurito a causa della bassa durezza che ne deriva. Gli acciai ipoeutettoidi vengono riscaldati leggermente al di sopra della temperatura di trasformazione di fase di perlite e ferrite in austenite. Ciò si verifica nell'intervallo di 800-850°C. Quindi il pezzo viene raffreddato rapidamente. Se raffreddata bruscamente, l'austenite si trasforma in martensite, che ha un'elevata durezza e resistenza. Un breve tempo di mantenimento consente di ottenere austenite a grana fine e martensite aciculare fine, i grani non hanno il tempo di crescere e rimangono piccoli. Questa struttura in acciaio ha un'elevata durezza e allo stesso tempo una bassa fragilità.

Gli acciai ipereutettoidi vengono riscaldati leggermente più in basso di quelli ipoeutettoidi, ad una temperatura di 750-800 ° C, cioè viene eseguito un indurimento incompleto. Ciò è dovuto al fatto che quando riscaldato a questa temperatura, oltre alla formazione di austenite nel metallo fuso, rimane indisciolta una piccola quantità di cementite, che ha una durezza superiore a quella della martensite. Dopo un rapido raffreddamento, l'austenite si trasforma in martensite, mentre la cementite rimane sotto forma di piccole inclusioni. Anche in questa zona il carbonio che non ha avuto il tempo di dissolversi completamente forma carburi solidi.

Nella zona di transizione durante l'indurimento della corrente ad alta frequenza, la temperatura è vicina a quella di transizione e si forma austenite con ferrite residua. Ma poiché la zona di transizione non si raffredda così rapidamente come la superficie, ma si raffredda lentamente, come durante la normalizzazione. Allo stesso tempo, la struttura migliora in questa zona, diventa a grana fine e uniforme.

Il surriscaldamento della superficie del pezzo favorisce la crescita di cristalli di austenite, che ha un effetto negativo sulla fragilità. Il surriscaldamento non consente a una struttura completamente ferritico-perritica di passare nell'austenite e possono formarsi punti non temprati.

Dopo il raffreddamento, sulla superficie metallica rimangono elevate sollecitazioni di compressione, che aumentano le proprietà operative della parte. Le sollecitazioni interne tra lo strato superficiale e il centro devono essere eliminate. Questo viene fatto usando un rinvenimento a bassa temperatura - mantenendo a una temperatura di circa 200 ° C in un forno. Per evitare la comparsa di microcricche sulla superficie, è necessario ridurre al minimo il tempo tra la tempra e il rinvenimento.

È anche possibile eseguire il cosiddetto autotempra - raffreddare la parte non completamente, ma a una temperatura di 200 ° C, mentre rimarrà calda al suo interno. Inoltre, la parte dovrebbe raffreddarsi lentamente. Questo equalizzerà le sollecitazioni interne.

impianto ad induzione

L'impianto di trattamento termico a induzione HDTV è un generatore ad alta frequenza e un induttore per l'indurimento HDTV. La parte da indurire può trovarsi nell'induttore o vicino ad esso. L'induttore è realizzato sotto forma di una bobina, su di essa è avvolto un tubo di rame. Può avere qualsiasi forma a seconda della forma e delle dimensioni della parte. Quando una corrente alternata passa attraverso l'induttore, in esso appare un campo elettromagnetico alternato che passa attraverso la parte. Questo campo elettromagnetico induce correnti parassite nel pezzo in lavorazione, note come correnti di Foucault. Tali correnti parassite, passando attraverso gli strati metallici, lo riscaldano ad alta temperatura.

Una caratteristica distintiva del riscaldamento a induzione mediante HDTV è il passaggio di correnti parassite sulla superficie della parte riscaldata. Quindi viene riscaldato solo lo strato esterno del metallo e maggiore è la frequenza della corrente, minore è la profondità del riscaldamento e, di conseguenza, la profondità dell'indurimento dell'HDTV. Ciò consente di indurire solo la superficie del pezzo, lasciando lo strato interno morbido e viscoso per evitare un'eccessiva fragilità. Inoltre, è possibile regolare la profondità dello strato indurito modificando i parametri correnti.

L'aumento della frequenza della corrente consente di concentrare una grande quantità di calore in una piccola area, il che aumenta la velocità di riscaldamento a diverse centinaia di gradi al secondo. Come ad alta velocità il riscaldamento sposta la transizione di fase verso una zona a temperatura più alta. In questo caso la durezza aumenta di 2-4 unità, fino a 58-62 HRC, cosa che non si può ottenere con l'indurimento in massa.

Per il corretto svolgimento del processo di indurimento HDTV, è necessario garantire che su tutta la superficie di indurimento venga mantenuto lo stesso spazio tra l'induttore e il pezzo, è necessario escludere tocchi reciproci. Ciò è garantito, se possibile, ruotando il pezzo nei centri, il che consente di garantire un riscaldamento uniforme e, di conseguenza, la stessa struttura e durezza della superficie del pezzo temprato.

L'induttore per l'indurimento HDTV ha diverse versioni:

• anulare a giro singolo o multiplo - per riscaldare la superficie esterna o interna di parti sotto forma di corpi di rotazione - alberi, ruote o fori in essi;
• anello - per riscaldare il piano di lavoro del prodotto, ad esempio la superficie del letto o il bordo di lavoro dell'utensile;
• sagomato - per riscaldare parti di complessi o forma irregolare ad esempio denti ruote dentate.

A seconda della forma, delle dimensioni e della profondità dello strato di indurimento, vengono utilizzate le seguenti modalità di indurimento HDTV:

• simultaneo: l'intera superficie del pezzo o una determinata zona viene riscaldata contemporaneamente, quindi viene anche raffreddata contemporaneamente;
• continuo-sequenziale: una zona della parte viene riscaldata, quindi quando l'induttore o la parte viene spostata, un'altra zona viene riscaldata, mentre la precedente viene raffreddata.

Il riscaldamento simultaneo dell'intera superficie dell'HDTV richiede molta potenza, quindi è più vantaggioso utilizzarlo per indurire piccole parti - rulli, boccole, perni, nonché elementi di parti - fori, colli, ecc. Dopo il riscaldamento, la parte viene completamente abbassata in un serbatoio con refrigerante o versata con un getto d'acqua.

L'indurimento sequenziale continuo della corrente ad alta frequenza consente di indurire parti di grandi dimensioni, ad esempio ruote dentate, poiché questo processo riscalda una piccola area della parte, che richiede meno potenza del generatore ad alta frequenza.

Raffreddamento parziale

Il raffreddamento è la seconda fase importante del processo di indurimento, dalla sua velocità e uniformità dipende la qualità e la durezza dell'intera superficie. Il raffreddamento avviene in serbatoi di refrigerante o di spruzzi. Per un indurimento di alta qualità, è necessario mantenere una temperatura stabile del liquido di raffreddamento, per prevenirne il surriscaldamento. I fori nello spruzzatore devono essere dello stesso diametro e distanziati uniformemente, in modo da ottenere la stessa struttura del metallo sulla superficie.

Per evitare il surriscaldamento dell'induttore durante il funzionamento, l'acqua circola costantemente attraverso il tubo di rame. Alcuni induttori sono realizzati in combinazione con il sistema di raffreddamento del pezzo. Nel tubo dell'induttore vengono praticati dei fori attraverso i quali l'acqua fredda entra nella parte calda e la raffredda.

Vantaggi e svantaggi

L'indurimento delle parti mediante HDTV presenta sia vantaggi che svantaggi. I vantaggi includono quanto segue:

• Dopo l'indurimento HFC, la parte conserva un centro morbido, che ne aumenta notevolmente la resistenza alla deformazione plastica.
• L'economicità del processo di indurimento delle parti HDTV è dovuta al fatto che viene riscaldata solo la superficie o la zona che deve essere indurita e non l'intera parte.
• A produzione seriale dettagli, è necessario impostare il processo e quindi si ripeterà automaticamente, fornendo qualità richiesta indurimento.
• La capacità di calcolare e regolare con precisione la profondità dello strato indurito.
• Il metodo di tempra continuo-sequenziale consente l'utilizzo di apparecchiature a bassa potenza.
• Il breve tempo di riscaldamento e mantenimento ad alta temperatura contribuisce all'assenza di ossidazione, decarburazione dello strato superiore e formazione di incrostazioni sulla superficie del pezzo.
• Il riscaldamento e il raffreddamento rapidi riducono la deformazione e il guinzaglio, riducendo il margine di finitura.

Ma è economicamente fattibile utilizzare impianti a induzione solo nella produzione di massa e per unica produzione l'acquisto o la realizzazione di un induttore non è redditizio. Per alcune parti di forma complessa, la produzione di un impianto a induzione è molto difficile o impossibile ottenere uno strato indurito uniforme. In tali casi, vengono utilizzati altri tipi di indurimento superficiale, ad esempio l'indurimento alla fiamma o alla rinfusa.

L'indurimento dell'acciaio viene effettuato per conferire al metallo una maggiore durata. Non tutti i prodotti sono induriti, ma solo quelli che sono spesso usurati e danneggiati dall'esterno. Dopo l'indurimento, lo strato superiore del prodotto diventa molto resistente e protetto dall'aspetto di formazioni corrosive e danni meccanici. L'indurimento con correnti ad alta frequenza consente di ottenere esattamente il risultato di cui il produttore ha bisogno.

Perché rafforzare l'HDTV

Quando c'è una scelta, molto spesso sorge la domanda "perché?". Perché vale la pena scegliere l'indurimento HDTV se esistono altri metodi di indurimento del metallo, ad esempio utilizzando olio bollente.
L'indurimento HDTV presenta molti vantaggi, grazie ai quali è stato utilizzato attivamente negli ultimi anni.

1. Sotto l'influenza di correnti ad alta frequenza, il riscaldamento è uniforme su tutta la superficie del prodotto.
2. Il software dell'impianto di induzione può controllare completamente il processo di tempra per un risultato più accurato.
3. L'indurimento HDTV consente di riscaldare il prodotto alla profondità richiesta.
4. L'installazione ad induzione consente di ridurre la quantità di difetti nella produzione. Se, quando si utilizzano oli caldi, le incrostazioni si formano molto spesso sul prodotto, il riscaldamento dell'HDTV lo elimina completamente. L'indurimento HDTV riduce il numero di prodotti difettosi.
5. La tempra a induzione protegge in modo affidabile il prodotto e consente di aumentare la produttività nell'azienda.

I vantaggi del riscaldamento a induzione sono molteplici. C'è uno svantaggio: nelle apparecchiature a induzione è molto difficile indurire un prodotto che ha una forma complessa (poliedri).

Attrezzature per l'indurimento HDTV

Per l'indurimento HDTV vengono utilizzate moderne apparecchiature a induzione. L'unità ad induzione è compatta e consente di lavorare una notevole quantità di prodotti in un breve periodo di tempo. Se l'azienda ha costantemente bisogno di indurire i prodotti, è meglio acquistare un complesso di indurimento.
Il complesso di tempra comprende: una macchina di tempra, un'unità di induzione, un manipolatore, un modulo di raffreddamento e, se necessario, è possibile aggiungere un set di induttori per indurire prodotti di varie forme e dimensioni.
Attrezzature per l'indurimento HDTV- questa è un'ottima soluzione per l'indurimento di alta qualità di prodotti metallici e per ottenere risultati accurati nel processo di trasformazione del metallo.

L'indurimento è parte integrante processo produttivo trattamento termico di prodotti in metallo. L'indurimento della corrente ad alta frequenza viene effettuato per aumentare la resistenza del prodotto e aumentarne la durata. In precedenza, il metallo veniva indurito in olio bollente, a fuoco aperto o in forni elettrici, ma ora sono apparse apparecchiature a induzione che consentono la lavorazione del metallo in modo rapido ed efficiente, aumentandone la resistenza all'usura e alle influenze esterne.

Impianto di tempra HDTV

I produttori di apparecchiature ad induzione hanno sviluppato linee di impianti adatti ad uno specifico processo di trattamento termico dei metalli. Il forno per tempra a corrente ad alta frequenza è una macchina per tempra o un complesso di tempra. Se un'impresa produce un grande volume di prodotti che necessitano di trattamento termico e tempra, è meglio acquistare un complesso di tempra, la cui attrezzatura include tutto il necessario per una comoda lavorazione del metallo.
Il complesso di tempra comprende: un'unità di induzione, una macchina di tempra, un modulo di raffreddamento, un manipolatore, un pannello di controllo e, se il cliente lo richiede, un set di induttori per la lavorazione di prodotti di varie forme e dimensioni.
La tempratrice può essere di due tipi: orizzontale e verticale. La macchina di tempra orizzontale è più adatta per la lavorazione di prodotti di lunghezza superiore a 3000 mm e quella verticale è di lunghezza inferiore a 3000 mm.

Tempra HDTV: i vantaggi dei forni a induzione

L'unità di indurimento HDTV si adatta bene alle sue funzioni, per questo ha iniziato rapidamente ad occupare una posizione di primo piano tra tutti i tipi di riscaldamento oggi esistenti.
I forni a induzione progettati per l'indurimento HDTV presentano molti vantaggi. I principali vantaggi dell'indurimento HDTV:

1. L'indurimento HDTV è di alta qualità, poiché il calore viene generato direttamente nel metallo, distribuito uniformemente su tutta la sua superficie.
2. L'attrezzatura per l'indurimento della corrente ad alta frequenza ha dimensioni compatte, quindi non occupa molto spazio in officina e può essere installata in aziende con una piccola area.
3. L'indurimento HDTV avviene in un breve periodo di tempo, il che consente di aumentare il livello dei prodotti.
4. Il riscaldamento a induzione è giustamente riconosciuto come rispettoso dell'ambiente. Non danneggia e non crea disagio ai dipendenti dell'impresa situata nell'officina.
5. Il complesso di indurimento ELSIT ha un sistema automatizzato Software permettendo tempra di alta precisione.

L'indurimento dell'HDTV sta diventando sempre più popolare, quindi se non hai ancora acquistato apparecchiature a induzione, pensaci.