1. Metallische Probleme der Induktionslöschung
(1) Der kritische Punkt des schnellen Erhitzens nimmt zu
Die Erwärmungsrate der Induktionserwärmung liegt zwischen zehn Grad pro Sekunde und mehreren hundert Grad. Die Impulslöschung kann Tausende von Grad pro Sekunde erreichen, und die Laserlöschung kann Zehntausende von Grad erreichen. Aufgrund der schnellen Aufheizgeschwindigkeit und kurzen Dauer ist die Abschrecktemperatur höher als beim Salzbadabschrecken, so dass das Gefüge in Austenit umgewandelt werden kann. Bei Kohlenstoffstahl und niedrig legiertem Stahl wird die Abschrecktemperatur der Induktion im Vergleich zu herkömmlichen um 80 bis 150 ° C erhöht, aber die Abschrecktemperatur von Schnellarbeitsstahl wird nicht so stark erhöht und normalerweise nur um 20 bis 40 ° C erhöht .
Die spezifische Leistung der Induktionserwärmung ist viel größer als die der Ofenerwärmung, daher ist die Erwärmungsgeschwindigkeit extrem schnell, was dazu führt, dass der Temperaturanstieg von Perlit zu Austenit beginnt und in kurzer Zeit abgeschlossen ist. Wenn eine schnelle Erwärmung angewendet wird, erhöht sich auch der kritische Punkt (Ac3) von Stahl mit der Erhöhung der Erwärmungstemperatur.
(2) Durch schnelles Erhitzen erhält der Stahl eine feine Körnung oder eine ultrafeine Körnung
Im Bereich niedriger Erwärmungsgeschwindigkeit nahmen die durch die neu abgeschlossene Austenitisierung gebildeten austenitischen Anfangskörner mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit signifikant ab, aber bei hoher Erwärmungsgeschwindigkeit hörten die austenitischen anfänglichen Körner mit zunehmender Erwärmungsgeschwindigkeit fast auf zu sinken. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Aufheizgeschwindigkeit sehr hoch ist und die erhaltenen Anfangskörner sehr klein und unabhängig von der Aufheizgeschwindigkeit unter induktiven Aufheizbedingungen sind. Das Wachstum der gebildeten Austenitkörner hängt jedoch mit der Erwärmungsrate zusammen. Beim Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur sind die tatsächlich gebildeten Austenitkörner umso größer, je langsamer die Erwärmungsgeschwindigkeit ist. Solange die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit richtig gesteuert werden, erzeugt die Induktionserwärmung daher keine Überhitzung.
Nach der Formel von Hall Peitz gilt: Je feiner das Korn, desto fester der Stahl. Die durch Induktionserwärmung erhaltenen feinen Körner tragen zur Verbesserung der Werkzeugfestigkeit und -lebensdauer bei.
2. Anwendung des Abschreckens durch Induktionserwärmung bei mechanischen HSS-Klingen
Die Härtbarkeit von Schnellarbeitsstahl ist sehr gut, in der Luft kann auch Feuer abgeschreckt werden, sogenannter „Windstahl“, dessen Härtung oder Luftabschreckung auch auf 64 HRC über der hohen Härte abgeschreckt werden kann, wodurch eine sehr scharfe Kante herausgeschliffen wird auch als „Frontstahl“ bekannt. Hochgeschwindigkeitsstahl-Induktionshärten ist selbstkühlendes Härten, energiesparend und umweltschonend, hohe Produktionseffizienz.
In jedem Fall sind zwei Grundbedingungen erforderlich: Erstens muss er austenitisiert werden, und zweitens muss er sofort und mit einer Geschwindigkeit abgekühlt werden, die größer ist als die kritische Abkühlgeschwindigkeit des Stahls. Die Eigenschaften der Induktionserwärmung sind, dass nur die Oberfläche erwärmt wird, wenn die Oberfläche nach dem Austenitisieren sofort aufhört zu erhitzen, und neben der erwärmten Metallschicht die Wärmeleitfähigkeit schnell erwärmt werden kann und die Abkühlgeschwindigkeit größer als die kritische Abkühlrate der Oberfläche ist gehärtet wird, ist es nicht auf der Oberfläche schnell kalt sprühende Abschreckflüssigkeit, sondern durch das innere kalte Metall abzukühlen, dieser spezielle Abschreckvorgang kann nur unter Erwärmung mit hoher Energiedichte erreicht werden. Die Induktionserwärmung ist eine der Erwärmungsmethoden mit hoher Energiedichte. Da die Leistungsdichte sehr groß und die Aufheizzeit sehr kurz ist, spricht man auch von Impulserwärmung.
Bei der Induktionserwärmung wird die durch den Wirbelstrom am Werkstück erzeugte Wärme hauptsächlich in der erwärmten Randschicht genutzt. Bei diesem Verfahren werden gleichzeitig zwei Arten von Wärme vom Werkstück abgegeben. Die erste Art von Wärme wird von der erhitzten Oberfläche an die Luft abgegeben, die als Strahlungswärme bezeichnet wird. Die zweite Art der Leitung von der Heizschicht des Werkstücks zur Mitte wird als Wärmeleitung bezeichnet. Diese beiden Wärmeverluste, insbesondere der Effekt der inneren Wärmeleitung, vertiefen die theoretische Thermosphärentiefe. Wenn das Werkstück nicht zu dick ist, geht die Wärmeübertragung schnell von der Oberfläche auf das Herz über und der gesamte Abschnitt wird durchgewärmt. Schnellarbeitsstahl ist ein selbsthärtendes Material, das Feuer sofort nach dem Erhitzen löschen kann. Dies ist eine besondere Funktion, die andere Stähle nicht haben können.
Die Messung der Induktionsheiztemperatur kann durch ein Infrarot-Photoelektrizitätspyrometer oder ein optisches Pyrometer oder durch visuelle Messung (entsprechend der Farbe des Heizwerkstücks) erfolgen, um die Heiztemperatur zu bestimmen.
Anhui Jialong Frontstahlwerkzeug aus dem Jahr 2014, die Anwendung der Hochfrequenz-Induktionsheiztechnologie, versuchen Sie die Abschreckdicke ≤6 mm M2-Stahlklinge, auf den Markt gebracht, der Kundenbericht ist sehr langlebig, seine Lebensdauer als im Schutz des Atmosphärenofens Abschrecken mehr als 1 Mal, stärkte unser Vertrauen, den Markt zu erweitern. Um der steigenden Marktnachfrage nach dicken Klingen gerecht zu werden, haben wir 2015 Super-Audio (20 ~ 100 Hz) und eine selbstgebaute Abschreckmaschine eingeführt, die Klingen mit einer Dicke von 8 ~ 16 mm abschrecken kann. Abbildung 1 ist ein vollständiger Satz von Abschreckgeräten.
FEIGE. 1 Löschgerät
FEIGE. 2 zeigt die metallographische Struktur der Schaufel mit einer Größe von 2600 mm × 75 mm × 12 mm M2 nach dem Abschrecken.
Bild 3 zeigt die Härteverteilung an Seiten- und Stirnfläche nach dem Abschrecken. In Abbildung 3A beträgt die Härteverteilung an der Seite 3 HRC an Punkt 1, 60.5 HRC an Punkt 2 und 64.5 HRC an Punkt 3. In Abbildung 3B beträgt die Härteverteilung an der Stirnfläche 64.5 HRC an Punkt 1, 62 HRC an Punkt Punkt 2 und 60 HRC an Punkt 3. Abbildung 4 zeigt die metallurgische Phase nach dem Anlassen.
FEIGE. 3 Härteverteilung der M2-Stahlklinge durch Induktionserwärmung
FEIGE. 4: Anlassmetallographie
Die gemessene effektive Tiefe der Härtungsschicht beträgt 5.5 bis 6.0 mm, und ihre Härte nimmt von der Oberfläche nach innen ab: 64.5 HRC → 62 HRC → 60 HRC. Die Oberfläche ist hart und das Herz ist weich. Die Arbeitsfläche des mechanischen Messers liegt immer auf der Oberfläche, was eine ideale Härteverteilung darstellt. Laut der Marktuntersuchung ist die Klinge immer noch abgenutzt, was darauf hindeutet, dass die Härte noch verbessert werden kann, aber sehr begrenzt ist. Wenn die Klinge nicht richtig hergestellt ist, kann sie zusammenbrechen. Bitte seien Sie vorsichtig.
3. Qualitätsprüfung von Induktionslöschklingen
Nach Abschluss des Abschreckvorgangs wird das induktiv abgeschreckte Werkstück im Allgemeinen wie folgt geprüft:
(1) Aussehenskontrolle
Die Werkstückoberfläche darf keine makroskopischen Defekte wie Schmelzen, Risse, Kollisionen usw. aufweisen. Nach dem normalen Abschrecken ist die Oberfläche reisweiß mit schwarzen Sandwiches, und es gibt einige Unterschiede bei unterschiedlichen Stahlnummern. Erfahrene Bediener können die Abschreckheiztemperatur anhand der Oberflächenfarbe beurteilen. Im Fall von lokalem Schmelzen und offensichtlichen Rissen, Einbrüchen und Winkelabfall kann dies bei der Prüfung des Aussehens festgestellt werden. Allgemeine Induktionslöschteile, die Inspektionsrate von 100%.
(2) Härteprüfung
Erfahrene Prüfer können Standard-Feilen an Kontaktkanten und Abschreckbändern anlegen. Vor Ort können Shaw- oder tragbare Rockwell-Härteprüfgeräte oder fortschrittlichere und genauere Härteprüfgeräte verwendet werden.
(3) Metallografische Untersuchung
Härte ist nur eine oberflächliche Erscheinung, das metallographische Gefüge ist das Wesentliche. Die metallographische Untersuchung kann durch Probenahme am Werkstück oder an jeder gehärteten Stelle (importiertes metallographisches Gerät) durchgeführt werden. Die Korngröße darf nicht größer als 10 Körnungen sein. Weitere Parameter finden Sie in JB/T9204-2008 Induction Hardening Metallographic Examination of Steel Parts.
(4) Überprüfen Sie den Härtebereich
Ob nach dem Abschrecken oder Anlassen, werden mit einem Shaw-Härteprüfgerät gemessen. Der Härtebereich wird je nach Werkzeugbreite und Kundenwunsch abgegrenzt.
(5) Tiefentest der Härtungsschicht
Gegenwärtig wird die Tiefe der Härtungsschicht hauptsächlich verwendet, um die bestimmte Position des abgeschreckten Werkstücks zu schneiden, um die Tiefe der Härtungsschicht zu messen. Vor den meisten metallografischen Messungen wird jetzt im Wesentlichen der GB5617-Standard verwendet, um die Härte des gehärteten Schichtabschnitts zu messen und seine Tiefe zu bestimmen. Diese Methode muss häufig die Werkstückinspektion zerstören und Abfall verursachen, sodass zusätzlich zu den speziellen Werkstückanforderungen absichtlich Werkstück verlängern, meist bezogen auf die Höhe der Oberflächenhärte, Tiefe der Härteschicht abschätzen.
(6) Verformungsprüfung
Obwohl sich die Klingeninduktionsheizung selten verzieht, sollte sie einzeln überprüft werden. Wenn festgestellt wird, dass die Verformung außerhalb der Toleranz liegt, sollte das Prinzip der martensitischen Superplastizität verwendet werden, um rechtzeitig zu korrigieren.
(7) Rissprüfung
Die Risse können durch Magnetpulver zerstörungsfrei detektiert oder durch fluoreszierendes Pulver angezeigt werden. Das von Magnetpulver erfasste Werkstück sollte vor dem Eintritt in den nächsten Prozess entmagnetisiert werden.
4. Fazit
Das einst als schwierig geltende Induktionshärten von Schnellarbeitsstahl wird nun kommerzialisiert. Mit der tiefgreifenden Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wird das Selbstvertrauen der Wärmebehandlungsarbeiter, „das Unmögliche herauszufordern“, verbessert, und Wunder entstehen eines nach dem anderen. Das Abschrecken durch Induktionserwärmung wird zur zentralen Wettbewerbsfähigkeit der Wärmebehandlung.
