Induktionshärtemaschinen

Induktionshärten kann auf verschiedene Metalle wie Stahl, Gusseisen, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing und Titan angewendet werden. Allerdings können nicht alle Metalle mit demselben Abschreckmedium oder derselben Abschreckmethode abgeschreckt werden. Die Wahl des Abschreckmediums hängt von der Art, Zusammensetzung und Form des Metalls sowie der gewünschten Härte und Mikrostruktur ab. Einige gängige Abschreckmedien sind Wasser, Öl, Luft, Polymerlösungen oder Inertgase.

Die Frequenz der Induktionserwärmungsstromversorgung zum Härten des Werkstücks ist ein wichtiger Parameter, der die Erwärmungstiefe, Effizienz und Qualität des Induktionshärteprozesses beeinflusst. Die Wahl der Frequenz hängt von mehreren Faktoren ab, wie etwa der Form, Größe, dem Material und den Härteanforderungen des Werkstücks, der Art und dem Design der Induktionsspule, der Leistung und Zeit des Heizzyklus sowie den Kosten und der Verfügbarkeit der Ausrüstung .

Im Allgemeinen gilt: Je höher die Frequenz, desto geringer die Erwärmungstiefe und umgekehrt. Daher werden für Werkstücke, die eine flache Härtung erfordern, wie z. B. dünne oder kleine Teile, Hochfrequenz-Stromversorgungen bevorzugt. Für Werkstücke, die eine tiefe Härtung erfordern, wie z. B. dicke oder große Teile, sind Niederfrequenz- oder Mittelfrequenz-Stromversorgungen besser geeignet. Allerdings müssen auch andere Faktoren berücksichtigt werden, wie zum Beispiel der Skin-Effekt, die Wirbelstromverteilung, die magnetische Permeabilität und der elektrische Widerstand des Werkstückmaterials. Diese Faktoren beeinflussen die Eindringtiefe und die Gleichmäßigkeit der Erwärmung des Induktionsstroms.

Die Frequenzwahl hängt auch von der Art und Ausführung der Induktionsspule ab. Die Spule ist ein entscheidender Bestandteil des Induktionshärtungssystems, da sie die Form und Verteilung des Magnetfelds bestimmt, das den Strom im Werkstück induziert. Um optimale Effizienz und Leistung zu erzielen, sollte die Spule auf die Frequenz und Leistung des Netzteils abgestimmt sein. Die Form der Spule sollte außerdem an die Kontur des Werkstücks angepasst sein, um eine gleichmäßige Erwärmung und Aushärtung zu gewährleisten. Bei komplexen Geometrien wie Zahnrädern oder Wellen können spezielle Spulen erforderlich sein, um präzise Härtungsmuster zu erzielen.

Auch Leistung und Dauer des Heizzyklus sind wichtige Faktoren für die Frequenzwahl. Leistung und Zeit bestimmen die dem Werkstück zugeführte Wärmemenge und beeinflussen die Härtetiefe und -qualität. Leistung und Zeit sollten entsprechend der Frequenz und dem Material des Werkstücks angepasst werden, um die gewünschte Austenitisierungstemperatur und Abschreckgeschwindigkeit zu erreichen. Im Allgemeinen erfordern höhere Frequenzen höhere Leistungen und kürzere Zeiten, während niedrigere Frequenzen niedrigere Leistungen und längere Zeiten erfordern. Eine zu hohe Leistung oder eine zu kurze Zeit kann jedoch zu einer Überhitzung oder Rissbildung der Werkstückoberfläche führen, während eine zu niedrige Leistung oder eine zu lange Zeit zu unzureichender Aushärtung oder übermäßigem Verzug führen kann.

Auch die Kosten und die Verfügbarkeit der Geräte spielen bei der Frequenzwahl eine praktische Rolle. Unterschiedliche Frequenzen erfordern unterschiedliche Arten von Netzteilen und Spulen, die in Preis und Verfügbarkeit variieren können. Höhere Frequenzen erfordern in der Regel teurere und anspruchsvollere Geräte als niedrigere Frequenzen. Daher sollten bei der Frequenzauswahl auch das Budget und die Ressourcen des Nutzers berücksichtigt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es keine optimale Frequenz für die Induktionshärtung von Werkstücken gibt. Die Frequenzauswahl sollte auf einer detaillierten Analyse verschiedener Faktoren und Kriterien basieren, die den Induktionshärtungsprozess beeinflussen. Einige allgemeine Richtlinien für die Frequenzauswahl sind:

• Für eine flache Aushärtung (weniger als 1 mm) verwenden Sie Hochfrequenznetzteile (über 50 kHz).
• Für mittlere Härtung (1-3 mm) Mittelfrequenznetzteile (10-50 kHz) verwenden.
• Für Tiefenhärtung (mehr als 3 mm) Niederfrequenznetzteile (unter 10 kHz) verwenden.
• Für komplexe Geometrien oder präzise Muster verwenden Sie spezielle Spulen oder Scan-Härtungstechniken.
• Für eine hohe Produktionsrate oder -qualität verwenden Sie hohe Leistung und kurze Zeit.
• Für niedrige Kosten oder Verfügbarkeit verwenden Sie eine geringe Leistung und eine lange Zeit.

Die Wahl der richtigen Induktionshärtemaschine hängt von mehreren Faktoren ab, wie z. B. der Art, Größe, Form und dem Material des Werkstücks, dem gewünschten Härtebild und der gewünschten Härtetiefe, der Produktionsrate und -qualität sowie dem Budget und der Verfügbarkeit der Ausrüstung. Hier sind einige allgemeine Richtlinien, die Ihnen bei der Auswahl der richtigen Induktionshärtemaschine für Ihre Anwendung helfen sollen:

• Bestimmen Sie das Induktionshärtungsverfahren: Abhängig von der Geometrie und Größe des Werkstücks können Sie zwischen verschiedenen Induktionshärtungsverfahren wählen, wie zum Beispiel Rotationshärten, Zahn-für-Zahn-Härten, Spalt-für-Spalt-Härten oder Spitze-für-Spitze Härten. Das Rotationshärten eignet sich für kleine bis mittelgroße Zahnräder, die von einer Induktionsspule umschlungen und mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden können. Das zahnweise Härten eignet sich für große oder komplexe Zahnräder, die eine präzise Steuerung des Erwärmungs- und Abschreckzyklus für jeden Zahn erfordern. Das spaltweise Härten ist eine Variante des zahnweisen Härtens, bei dem jeweils ein Spalt zwischen zwei Zähnen erwärmt und abgeschreckt wird. Die Spitze-für-Spitze-Härtung ist eine weitere Variante der zahnweisen Härtung, bei der nur die Spitze jedes Zahns erhitzt und abgeschreckt wird.
• Wählen Sie das Induktionsheiznetzteil aus: Das Induktionsheiznetzteil ist das Gerät, das den Wechselstrom erzeugt, der durch die Induktionsspule fließt und das elektromagnetische Feld erzeugt, das das Werkstück erwärmt. Die Stromversorgung sollte den Frequenz-, Leistungs-, Spannungs- und Stromanforderungen der Induktionsspule und des Werkstücks entsprechen. Die Frequenzauswahl hängt von der Erwärmungstiefe und -gleichmäßigkeit, den Materialeigenschaften und dem Spulendesign des Werkstücks ab. Im Allgemeinen führen höhere Frequenzen zu geringeren Erwärmungstiefen und niedrigere Frequenzen zu tieferen Erwärmungstiefen. Die Leistungsauswahl hängt von der Aufheizzeit und -temperatur, den Materialeigenschaften und der Spulenkonstruktion des Werkstücks ab. Im Allgemeinen führen höhere Leistungen zu schnelleren Heizraten und höheren Temperaturen.
• Wählen Sie die Induktionsspule: Die Induktionsspule ist das Bauteil, das das Werkstück umgibt oder berührt und die elektromagnetische Energie auf dieses überträgt. Die Spule sollte so gestaltet sein, dass sie sich an die Form und Größe des Werkstücks anpasst und um das Werkstück herum ein gleichmäßiges Magnetfeld erzeugt. Die Spule sollte außerdem wassergekühlt sein, um Überhitzung und Schäden zu vermeiden. Das Spulendesign beeinflusst die Effizienz und Leistung des Induktionshärtungsprozesses.
• Wählen Sie das Abschreckmedium: Das Abschreckmedium ist die Substanz, die das erhitzte Werkstück abkühlt und auf seiner Oberfläche ein gehärtetes martensitisches Gefüge erzeugt. Das Abschreckmedium sollte entsprechend der Art, Zusammensetzung und Form des Werkstücks sowie der gewünschten Härte und Mikrostruktur ausgewählt werden. Einige gängige Abschreckmedien sind Wasser, Öl, Luft, Polymerlösungen oder Inertgase. Jedes Abschreckmedium hat unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten und Auswirkungen auf das Werkstück.
• Erwägen Sie weitere optionale Ausrüstung: Abhängig von Ihrer spezifischen Anwendung und Ihren Anforderungen können Sie auch darüber nachdenken, Ihrer Induktionshärtemaschine einige optionale Ausrüstung hinzuzufügen, wie z. B. kundenspezifische Induktionsspulen, Fußschalter, kundenspezifische flexible Kabel, Kühlwassersystem, automatisches Be- und Entladesystem, Fördersystem oder SPS-Fernsteuerungssystem. Diese optionale Ausrüstung kann Ihre Produktionseffizienz, Qualität, Komfort oder Sicherheit verbessern.