Hartowanie - Hardening

Hartowanie indukcyjne powierzchniowe stali

Hartowanie jest rodzajem obróbki cieplnej, mającej na celu uzyskanie podwyższonej twardości, wytrzymałości, odporności na ścieranie przy zmniejszonej plastyczności i wzroście kruchości. W zależności od głębokości hartowania wyróżnia się hartowanie objętościowe i hartowanie powierzchniowe. Hartowanie objętościowe polega na ogrzewaniu materiału w całym przekroju do temperatury żądanych przemian, wygrzaniu w tej temperaturze i ochłodzeniu z odpowiednią prędkością. Proces ten stosowany jest do hartowania stali średniowęglowych i wysokowęglowych w celu uzyskania umiarkowanej wytrzymałości i twardości. Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim nagrzaniu cienkiej warstwy wierzchniej materiału do temperatury żądanych przemian i szybkim ochłodzeniu. Uzyskuje się zwiększoną twardość i wytrzymałość tylko do założonej głębokości, przy niezahartowanej strukturze w reszcie materiału. Jako środki chłodzące najczęściej stosuje się: olej, powietrze, wodę, wodę z rozpuszczalnymi polimerami, itd.

Na czym polega hartowanie indukcyjne?

Nowoczesne grzejnictwo indukcyjne zapewnia niezawodne, bezkontaktowe ogrzewanie w minimalnym czasie bez płomienia. Ważną cechą jest powtarzalność oraz dokładność procesu – możliwość nastawy czasu, temperatury, kontroli głębokości hartowania, chłodzenia oraz fragmentu części do obróbki. Systemy półprzewodnikowe są w stanie ogrzewać nawet bardzo małe obszary zawierając się w precyzyjnych zakresach tolerancji procesu produkcyjnego.

Utwardzanie powierzchniowe stali

Hartowanie indukcyjne jest wykonywane na dwa sposoby. Pierwszym jest hartowanie statyczne, polegające na przeprowadzeniu operacji nagrzewania bez zmiany pozycji elementu ani induktora względem siebie. Sposób ten cechuje się szybkością, brakiem potrzeby posiadania skomplikowanej automatyki oraz pozwala na bardzo dokładne określenie obszaru do nagrzania, nawet dla wsadów o skomplikowanym kształcie. Drugi sposób to hartowanie progresywne, polegające na przeprowadzeniu operacji nagrzewania przy zmianie pozycji elementu i induktora względem siebie. Pozwala to na zahartowanie wsadów o dużych powierzchniach i rozmiarach, a także na nagrzanie kilku określonych obszarów w zakresie jednego elementu, bez potrzeby dokonywania przestawień ręcznie.

Obróbka cieplna przy pomocy systemów indukcyjnych idealnie nadaje się do zastosowań w przemyśle wymagającym procesu zautomatyzowanego, dokładnego i jednocześnie szybkiego. Grzejnictwo indukcyjne sprawdza się u większych przedsiębiorców posiadających wiele linii produkcyjnych o nieustannym wytwórstwie, ze względu na zwiększoną wydajność. Dla mniejszych wytwórców dodatkowym plusem jest prawie natychmiastowy rozruch maszyny. W razie przerw w produkcji maszyna nie musi być więc stale włączona, jak to jest w wypadku zwykłych pieców.

Odpuszczanie

Odpuszczanie to rodzaj obróbki cieplnej polegający na zmniejszeniu kruchości, łamliwości, twardości do wymaganego poziomu oraz usunięciu naprężeń hartowniczych w stali wcześniej zahartowanej. Proces ten wykonuje się w stosunkowo niskich temperaturach, niższych od temperatury hartowania. Element rozgrzewa się, utrzymuje przez pewien czas w podwyższonej temperaturze a następnie powoli chłodzi.

Odpuszczanie indukcyjne

Odpuszczanie wykonywane przy pomocy systemów indukcyjnych przynosi wiele korzyści opisanych przy okazji hartowania, takich jak krótsze czasy procesu (nawet rzędu sekund!), oszczędność energii, możliwość dokładnej kontroli oraz powtarzalność. Integracja takich systemów w liniach produkcyjnych pozwala na uproszczenie obsługi procesu, przyśpieszenie produkcji i powiększenie zysków.