유도 경화 변형: 일반적인 원인과 이를 줄이는 실용적인 방법

축이 휘어져 나옵니다. 보어가 작아집니다. 얇은 판은 담금질이 시작되기도 전에 파동을 발생시킵니다..

이들은 다양한 형태의 고주파 경화 왜곡, 원인이나 해결책이 동일하지 않습니다..

난방 분배 문제, 그러나 공작물 구속도 마찬가지입니다., 코일 위치, 스프레이 정렬, 부품 형상 및 스캔 중에 구성 요소가 지원되는 방식. 담금질 조건은 최종 변형과 잔류 응력 상태를 변화시킬 수도 있습니다. 전체 플로트 트럭 액슬 샤프트에 대한 발표된 연구, 예를 들어, 유도 경화 동안 서로 다른 담금질 속도가 변형과 잔류 응력에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. Journal of Materials Engineering and Performance에 게재된 연구를 참조하세요.

생산 문제 해결을 위해, 보통 먼저 변형 유형을 확인하고 그 다음 프로세스를 역으로 추적하는 것이 더 유용합니다.

1. 감쇠 경화 후 흔한 변형 형태

부품에 따라, 치수 변화가 나타날 수 있음:

• 샤프트 및 다른 가는 부품의 휨

• 스트립 및 판형 부품의 뒤틀림

• 보어 확장, 수축 또는 테이퍼

• 디스크형 부품의 처짐

• 볼스크류 피치 변화

• 경화 영역과 관련된 기타 국부 치수 변화

비슷한 강철로 만든 부품이라도 형상이 공작물을 통해 열이 흐르는 방식과 재료가 팽창하는 방식을 변경하기 때문에 다르게 동작할 수 있습니다..

유도 경화 AISI 연구 4340 디스크는 또한 왜곡이 가열 레시피보다 더 많은 것과 연결되어 있음을 보여줍니다. 그 연구에서는, 초기 재료 경도는 경화 깊이와 변형 정도에 영향을 미쳤습니다.. 이 논문은 캐나다 국립연구위원회(National Research Council Canada)를 통해 이용 가능합니다..

아래 예시는 실제 경화 작업에서 흔히 발생하는 여러 문제를 다루고 있습니다.

2. A 500 mm × 3 가열 중 휘어진 톱날

얇은 부품이 담금질 시작 전에 변형될 수 있음.

한 생산 예시는 목공용 톱날을 측정하는 것 500 mm × 3 mm, 고주파 유도 가열로 이빨이 경화된 상태.

가열 중, 날이 불규칙한 파동과 같은 왜곡을 발생시켰다. 얇은 부분이 국소 온도 차이에 매우 민감했으며, 열응력으로 인해 날이 변형되었다.

공정은 일반 용광로에서 블레이드를 예열하여 대략 650°C 유도 단계 전.

이전, 국소 유도 가열 면적은 약 800°C의 온도 상승을 겪어야 했으며. 예열 후, 유도 가열 중 남은 온도 상승은 약 약 150°C.

칼날의 온도 차이가 훨씬 작아졌으며, 열 응력이 감소, 그리고 불규칙한 변형이 더 이상 치아 경화 작업 완료를 방해하지 않았다.

수치 650°C는 일반 예열 사양으로 복사해서는 안 된다 얇은 부품의 경우. 이것은 특정 예시에 속한다. 재료, 치수, 유사한 공정을 사용하기 전에 이전 열처리와 요구되는 경화 결과를 모두 고려해야 한다.

예시가 보여주는 것은 유도 가열 전력을 줄이는 것이 가열 변형에 대한 유일한 대응이 아니라는 것이다. 때로는 더 큰 문제는 이미 작업물 내에 생성되는 온도 구배.

3. 긴 샤프트: 열팽창을 너무 꽉 제한하지 마세요

길게, 가느다란 축은 스캔 경화 시 특히 민감하다.

가열 구역이 축을 따라 움직일 때, 작업물이 팽창한다. 양 끝이 너무 단단하게 고정되면, 이 팽창이 제한되고 부품에 추가 응력이 발생한다.

실용적인 해결책은 상단 중심을 느슨하게 하거나 스프링 장착 또는 공압식 중심을 사용하는 것입니다. 또 다른 방법은 가열 중 작업물이 길어질 때 축의 한쪽 끝이 축 방향으로 움직일 수 있도록 하는 것.

고정구는 여전히 축의 위치를 정확히 해야 한다. 정상적인 열팽창을 막아서는 안 된다.

매우 가느다란 축은 추가 지지가 필요할 수 있다. 보정 롤러는 선반의 안정된 받침대와 유사한 방식으로 설치할 수 있다. 인덕터가 지지 위치에 도달하면, 인덕터가 지나간 후 롤러가 비켜주었다가 다시 돌아오는 것.

정렬에도 많은 관심을 기울일 가치가 있습니다.

유효 코일이 샤프트의 한쪽에 더 가까운 경우, 원주 주변의 가열이 균일하지 않습니다.. 담금질 스프레이가 중심에서 벗어난 경우에도 동일한 문제가 발생합니다.. 한쪽은 다른 쪽과 다른 냉각 조건을 경험합니다..

유지 인덕터, 담금질 장치와 샤프트는 최대한 동심원입니다. 이 차이를 줄이는 데 도움이 됩니다.

언제 스캐닝 경화 샤프트 굴곡, 따라서 전원이나 스캔 속도를 바꾸는 것이 항상 첫 번째 시도는 아니다. 중심 점검, 샤프트 지지대, 코일 위치와 분사 위치도 확인.

4. 판과 스트립 부품: 단측 경화는 부품의 형태를 망칠 수 있다

스트립이나 판의 단면 경화는 종종 오목한 변형을 유발한다.

두께를 통과하는 온도장은 대칭적이지 않다. 경화된 면은 집중 가열과 이후 냉각을 거치는 반면, 반대편은 다른 열 사이클을 겪는다.

부품 사양에서 허용하는 경우, 양면 대칭 경화 이러한 불균형을 줄일 수 있습니다.

일부 응용 프로그램에서는, 필요한 면이 경화되는 동안 반대쪽 표면에도 가열이 적용되었습니다.. 부품을 통해 온도차를 줄이겠다는 의도다., 유도 과정 자체를 대체하는 것이 아니라.

또 다른 작업 현장 방법은 사전 굽힘입니다..

시험 생산 결과, 부품이 경화 후에도 지속적으로 오목해지는 것으로 나타나는 경우, 처리되지 않은 부품은 먼저 제어된 볼록 형태를 부여할 수 있다. 경화 왜곡의 일부가 초기 사전 굽힘 보정.

이 방법은 강철 레일의 표면 경화에 사용되었으며.

변형이 합리적으로 반복 가능할 때만 의미가 있다. 한 부품이 휘면 1 한 방향으로 mm 정도 휘고 다음 부품이 완전히 다르게 행동한다, 사전 굽힘은 진정한 해결책이 될 가능성이 낮다.

5. 보어 수축: 때로는 이 과정을 보상할 수 있다 “보정”

보어 왜곡은 샤프트 굽힘과 다르게 처리되어야 합니다..

고려하다 내부 경화 실린더 라이너의 경우.

여기 설명된 예에서, 외벽은 수냉되고 내부 표면은 경화되며. 경화 후, 내부 직경이 작아진다. 경화된 구조물과 관련된 치수 변화가 외부 쪽으로 자유롭게 발전할 수 없으며, 대신 보어에 영향을 받는다.

반복 생산에서 이 수축이 안정적임을 보여준다면, 경화 전에 고려할 수 있다.

보어는 이전 작업에서 약간 더 크게 가공되어, 예상되는 수축을 고려한 충분한 치수 허용량을 남겨둔다. 경화 후, 후속 연삭 작업이 보어를 최종 치수로 만든다.

치수 변화가 예측 가능한 패턴을 따를 때 내부 기어의 풀-티스 하딩에도 동일한 원리를 적용할 수 있다.

이는 변형을 무시하는 것과 같지 않다.

이는 공정 보정이다. 치수 변화가 사전에 알려져 있고 허용 범위 내에서 반복되므로 작동한다.

6. 레시피를 바꾸기 전에 확인해야 할 몇 가지

같은 부품에서 과도하게 손상되기 시작할 때 변형 감소, 먼저 기계적 부분에 변화가 있는지 확인.

그 다음에 왜곡 자체를 살펴보세요.

모든 부품이 대략 같은 방향과 비슷한 정도로 휘어지는지 여부, 공정에는 줄이거나 보상할 수 있는 체계적인 치수 변화가 있을 수 있다.

변형이 부품마다 눈에 띄게 다르게 나타난다면, 위치 불안정성을 더 면밀히 살펴라, 지지, 고정 치수 보정을 추가하기 전에 가열 또는 냉각.

부품 형상 또한 실질적인 한계를 설정한다. A 3 밀리미터 두께의 톱날, 단단한 전송축과 내부가 경화된 실린더는 동일한 경화 전략에 동일하게 반응할 것으로 기대할 수 없다.

7. 왜곡 제어는 전체 공정에서 시작된다

유도 경화 변형은 일반적으로 전원 장치의 특정 수치 하나로 추적할 수 없다.

가느다란 샤프트의 경우, 문제는 고정이나 나쁜 동심도에서 시작될 수 있다. 판의 경우, 비대칭 가열이 지배적일 수 있다. 보어 수축은 가공 중 보상될 만큼 규칙적일 수 있다. 매우 얇은 부품은 정상적인 유도 경화를 성공적으로 수행하기 전에 온도 분포를 변경해야 할 수도 있다.

가열 파라미터도 중요하며, 스캔 속도와 담금질 조건도 중요하다. 하지만 이들은 더 큰 기계적 및 열 공정 안에 위치해 있다.

그래서 유용한 왜곡 조사에는 작업물, 고정구, 인덕터, 움직임 및 소냉 시스템, 가열 능력뿐만 아니라.

핵심 내용

유도 경화 왜곡 한 가지 해결책으로 문제가 없다. 굽힘, 휘어짐과 보어 수축이 각 과정의 다른 부분 — 제약, 비대칭 가열, 반복 가능한 치수 변화. 먼저 왜곡 유형을 식별하라, 전원이나 스캔 속도를 만지기 전에 기계적 구성을 확인하라.

자주 묻는 질문