Анализ высокой частоты закалки технологии термической обработки

Высокочастотная термообработка-это метод термообработки для закалки и отпуска стальных материалов с использованием высокочастотного индукционного нагрева (IH) с частотой 1-200 кГц, который обычно используется в качестве метода поверхностной закалки для стальных материалов, аналогичного цементационной закалке и азотированию. обработка.

Характерной особенностью высокочастотной термообработки является использование чистой электрической энергии для отопления, поэтому она имеет более низкие выбросы CO2 по сравнению с обычной термообработкой с использованием печей для сжигания и цементационной закалки, а также имеет высокую эффективность тепловой энергии. Поэтому высокочастотная термообработка, как экологически чистый и экономичный метод термообработки, привлекла внимание людей. Ниже представлена технология термообработки высокочастотной закалки.

Двухступенчатая технология обработки WIQ с высокочастотной закалкой

Высокочастотная закалка имеет короткое время нагрева, поэтому на ее эффективность легко влияет первоначальная структура компонента. Характеристики трансформации закаленных и отпущенных структур и сфероидальных цементированных структур сильно различаются. Быстрый и кратковременный нагрев при высокочастотной закалке требует, чтобы структура компонента была диспергированной и легко трансформированной закаленной и отпущенной структурой. Однако, для подвергая механической обработке процессов перед высокочастотной гасить, погашенные и закаленные структуры имеют высокую твердость и плохую воркабилиты.

Для решения этой проблемы Япония разработала технологию обработки "WIQ", которая включает в себя два процесса закалки для формирования двух затвердевших слоев.

Первая высокочастотная закалка (SIQ) образует более глубокий затвердевший слой в компоненте, а затем предварительный нагрев или повышение температуры до γ-области для отпуска выполняется перед SRIQ (сверхбыстрый индукционный нагрев и закалка) для формирования желаемой закаленной структуры.

Второй этап обработки SRIQ использует быстрый и кратковременный метод нагрева для равномерного преобразования поверхностного слоя компонента в γ и выполнения высокочастотной закалки с образованием двух затвердевших слоев.

Материалы, обработанные WIQ, подвергаются многократной закалке и быстрому кратковременному нагреванию для получения мелких зерен. Кроме того, обработка SRIQ добавляет значительное количество остаточного сжимающего напряжения к слою высокой твердости, образованного SIQ. Следовательно, усталостная прочность обработанных компонентов выше, чем у цементации закалки.

Технология обработки композитов, сочетающая высокочастотную закалку с другими методами модификации поверхности

В последние годы наблюдается растущий спрос на миниатюризацию различных механических компонентов, а методы однократной термообработки, такие как высокочастотная термообработка, имеют определенные ограничения в улучшении характеристик компонентов.

Для того, чтобы достичь высокой производительности и высокой добавленной стоимости компонентов, Япония содействует развитию композитных технологий термообработки. Технология обработки PALNIP-это композитный метод термообработки, который сочетает в себе солевую ванну с мягким азотированием и профилактикой поверхностного окисления с SRIQ.

Характеристики технологии обработки PALNIP являются:

• Состояние поверхностного составного слоя такое же, как у соляной ванны мягкого азотирования, поэтому он имеет низкий коэффициент трения и высокую износостойкость;

• Закаленный слой глубже, чем SRIQ, и имеет дополнительное остаточное сжимающее напряжение, поэтому обладает высокой усталостной прочностью;

• Закаленный слой-это Fe-C-N мартенсит, и при повышении температуры нитриды железа, такие как ε-Fe2-3N, выпадают в осадок, препятствуя размягчению темпа и улучшая усталостную прочность фреттинга;

• PALNIP-это метод низкотемпературной обработки, который сочетает в себе мягкое азотирование в соляной ванне и SRIQ, поэтому деформация, вызванная термической обработкой, невелика.

Обработка PALNIP использовалась в некоторых автомобильных компонентах и в настоящее время продвигается для более широкого применения.

Мягкая цементация-это композитная технология обработки поверхности, которая сочетает в себе практическую «высокочастотную закалку» и «вакуумную цементацию». В этой технологии вместо обычной закалки после диффузии углерода для закалки используется высокочастотная термообработка.

Характеристиками данного метода лечения являются:

• Он не гасит в процессе цементации, поэтому обладает высокой безопасностью;

• Оборудование для обработки экономит 40% пространства по сравнению с печами непрерывной цементации и сокращает время обработки на 55%;

• Прочность обработанных компонентов увеличена на 18% и дефо.Скорость уменьшается на 40%. Этот метод в настоящее время используется в производстве автомобильных компонентов автоматической коробки передач.

Технология моделирования термообработки при высокочастотной закалке

В последние годы, с развитием компьютерного программного обеспечения и аппаратных технологий, технология моделирования высокочастотной термообработки постоянно совершенствуется. В настоящее время реализованы тройной анализ и анимационный анализ.

Теперь технология моделирования высокочастотной термообработки может не только имитировать температуру и мартенситную структуру компонентов, но также рассчитывать деформацию термообработки и остаточное напряжение.

Интегрируя результаты моделирования с фактическими характеристиками компонентов, условия расчета и физические константы (такие как проницаемость, теплопроводность, прочность на разрыв, прочность на сжатие, которые отражают зависимость скорости деформации в каждой температурной области) системы моделирования становятся более точными, Повышение точности результатов моделирования термообработки и содействие практическому использованию технологии моделирования термообработки.

В настоящее время технология моделирования термообработки высокочастотной закалки используется для проектирования нагревательных змеевиков и анализа деформации и растрескивания термообработки, достижения стабилизации термообработки компонентов.