Stal to jeden z najczęściej wykorzystywanych materiałów w przemyśle. Wykorzystuje się ją w budownictwie, motoryzacji, medycynie oraz wielu innych sektorach. Zastosowanie stali jest bardzo szerokie, ale niekiedy pojawia się potrzeba, aby zwiększyć jej odporność na zużycie i podnieść parametry techniczne stopu. Wykorzystywane w tym celu techniki obejmują różnego rodzaju zabiegi hartowania, w tym hartowanie indukcyjne. Na czym polega indukcyjne hartowanie i gdzie się je stosuje?
Czym właściwie jest stal?
Stal jest stopem żelaza i węgla, w którym pierwszego pierwiastka jest przeważająca większość, zaś zawartość drugiego nie przekracza 2,11%. Przy większym udziale węgla powstaje żeliwo. Stal jako materiał dzieli się na wiele kategorii, uwzględniających jej skład chemiczny, a pośrednio przeznaczenie. Jeśli chodzi o skład, wyróżnia się:
- stal niestopową – w tym nisko-, średnio- i wysokowęglową;
- stal stopową – w tym nisko-, średnio- i wysokostopową, przy czym stosuje się domieszki różnych pierwiastków (np. chromu, niklu lub manganu).
W jakim celu stosuje się hartowanie stali?
Hartowanie stali ma na celu zmianę jej właściwości mechanicznych i dopasowanie do określonego celu. W praktyce stosuje się wiele różnych rodzajów hartowania, w tym zwykłe, stopniowe, izotermiczne, przerywane, w prasach oraz indukcyjne.
Szczególną popularnością cieszy się hartowanie indukcyjne ze względu na krótki czas operacji oraz znaczącą poprawę parametrów materiału takich jak twardość, odporność na zużycie. Poprzez indukcję stal zyskuje też zwiększoną wytrzymałość zmęczeniową.
Na czym polega hartowanie indukcyjne stali?
Hartowanie indukcyjne to proces, który polega na zwiększeniu twardości powierzchni materiału przy zachowaniu plastyczności rdzenia. Technika wymaga zastosowania hartownicy indukcyjnej i nagrzewania za pomocą prądu elektrycznego indukowanego w obrabianym detalu przy użyciu zmiennego pola magnetycznego. Jak przebiega ten proces?
Części są umieszczane wewnątrz cewki miedzianej, w której generowany jest prąd przemienny o odpowiednich częstotliwościach. Wytwarzane zmienne pole magnetyczne indukuje prądy wirowe w stalowych elementach, a ich powierzchnia jest rozgrzewana powyżej temperatury przemiany eutektoidalnej. Natychmiast po jej osiągnięciu materiały są hartowane, czyli schładzane do niższej temperatury.
Nowoczesne hartownice pozwalają na bardzo precyzyjne sterowanie procesem “wzmacniania” stali poprzez komputerową kontrolę temperatury oraz czasu nagrzewania i chłodzenia.
Gdzie w praktyce stosuje się hartowanie indukcyjne metali?
Hartowanie indukcyjne powierzchni pozwala na uzyskanie elementów, które mogą być stosowane w wielu urządzeniach, wewnątrz których występuje bardzo silne tarcie. Przy pomocy hartowania indukcyjnego przygotowuje się:
- koła zębate;
- wały korbowe;
- pierścienie obrotowe;
- przeguby homokinetyczne;
- kielichy;
- zawory;
- sworznie;
- drążki skrętne.
Utwardzenie podzespołów pozwala znacząco wydłużyć ich żywotność i poprawić odporność na ścieranie. Dzięki precyzyjnemu sterowaniu możliwe jest hartowanie indukcyjne wybranych części bez konieczności projektowania ich ponownie.
Zalety hartowania indukcyjnego
Hartowanie indukcyjne to rozwiązanie, które trudno przecenić. Przede wszystkim nagrzewanie metalu przebiega szybko i precyzyjnie. Pole może oddziaływać tylko na wybrane elementy lub zaledwie ich części. Technologia wyróżnia się możliwością zautomatyzowania procesu oraz integracji z pozostałą infrastrukturą przemysłową. Dzięki temu proces produkcyjny przebiega bez zakłóceń.
Indukcyjne hartowanie to także realna oszczędność i redukcja kosztów prowadzenia biznesu. Jest to możliwe, ponieważ całą energię dostarcza się bezpośrednio do elementu umieszczonego w cewce.
Komu zlecić usługę hartowania powierzchniowego?
Firmy, które na co dzień wytwarzają metalowe elementy, powinny zlecić hartowanie indukcyjne profesjonalistom. Zakłady odlewnicze ALWRO S.A. od lat specjalizują się w obróbce metali, w tym świadczą usługi hartowania indukcyjnego. Ponad 70 lat doświadczenia w branży, kompleksowa obsługa oraz indywidualne podejście do potrzeb klienta powodują, że ALWRO nie ma sobie równych na rynku.