高周波焼入機

高周波焼入れは、鋼、鋳鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮、チタンなどのさまざまな金属に適用できます。ただし、すべての金属を同じ急冷媒体または方法で急冷できるわけではありません。焼入れ媒体の選択は、金属の種類、組成、形状、および必要な硬度と微細構造によって異なります。一般的な急冷媒体には、水、油、空気、ポリマー溶液、または不活性ガスなどがあります。

ワークを焼入れするための誘導加熱電源の周波数は、高周波焼入れプロセスの加熱深さ、効率、品質に影響を与える重要なパラメータです。周波数の選択は、ワークピースの形状、サイズ、材質、硬度の要件、誘導コイルの種類と設計、加熱サイクルの電力と時間、装置のコストと可用性など、いくつかの要因によって決まります。 。

一般に、周波数が高くなるほど加熱深さは浅くなり、その逆も同様です。したがって、薄い部品や小さな部品など、浅い焼き入れが必要なワークには高周波電源が適しています。厚い部品や大きな部品など、深い焼き入れが必要なワークには、低周波または中周波電源が適しています。ただし、表皮効果、渦電流分布、透磁率、ワーク材料の電気抵抗率など、他の要因も考慮する必要があります。これらの要因は、誘導電流の浸透深さと加熱の均一性に影響を与えます。

周波数の選択は、誘導コイルの種類と設計によっても異なります。コイルは、ワークピースに電流を誘導する磁場の形状と分布を決定するため、高周波焼き入れシステムの重要なコンポーネントです。最適な効率と性能を達成するには、コイルを電源の周波数と電力に適合させる必要があります。また、均一な加熱と硬化を確実にするために、コイルはワークピースの輪郭に適合する形状にする必要があります。ギアやシャフトなどの複雑な形状の場合、正確な硬化パターンを実現するために特殊なコイルが必要になる場合があります。

加熱サイクルの電力と時間も周波数選択の重要な要素です。電力と時間は、ワークピースに伝達される熱量を決定し、硬度の深さと品質に影響を与えます。所望のオーステナイト化温度と焼入れ速度を達成するには、周波数とワークピースの材質に応じて電力と時間を調整する必要があります。一般に、周波数が高いほど、より高い電力とより短い時間が必要となり、より低い周波数では、より低い電力とより長い時間が必要となります。ただし、パワーが高すぎたり、時間が短すぎると、ワーク表面の過熱やクラックの原因となり、パワーが低すぎたり、時間が長すぎると、硬化不足や過度の歪みが発生する可能性があります。

機器のコストと可用性も、周波数選択の実際的な考慮事項になります。周波数が異なると異なるタイプの電源とコイルが必要になり、価格や入手可能性が異なる場合があります。通常、より高い周波数では、より低い周波数よりも高価で洗練された機器が必要になります。したがって、周波数の選択には、ユーザーの予算とリソースも考慮する必要があります。

要約すると、ワークピースの高周波焼入れに最適な単一の周波数はありません。周波数の選択は、高周波焼入れプロセスに影響を与えるさまざまな要因と基準の詳細な分析に基づいて行う必要があります。周波数選択に関する一般的なガイドラインは次のとおりです。

• 浅い硬化（1 mm未満）の場合は、高周波電源（50 kHz以上）を使用してください。
• 中程度の硬化（1 ～ 3 mm）の場合は、中周波電源（10 ～ 50 kHz）を使用します。
• 深硬化（3 mm以上）の場合は、低周波電源（10 kHz未満）を使用してください。
• 複雑な形状や正確なパターンの場合は、特別なコイルまたはスキャン硬化技術を使用します。
• 高い生産速度または品質を得るには、高出力と短時間を使用します。
• 低コストまたは可用性を確保するには、低電力で長時間使用します。

適切な高周波焼き入れ機の選択は、ワークピースのタイプ、サイズ、形状、材質、希望する硬度パターンと深さ、生産速度と品質、予算と装置の可用性などのいくつかの要因によって決まります。用途に適した高周波焼き入れ機を選択するのに役立つ一般的なガイドラインをいくつか示します。

• 高周波焼入れ方法の決定: ワークピースの形状とサイズに応じて、スピン焼入れ、歯ごとの焼入れ、ギャップごとの焼入れ、チップごとの焼入れなど、さまざまな高周波焼入れ方法の中から選択できます。硬化。スピン硬化は、誘導コイルで取り囲んで高速回転できる小型または中型の歯車に適しています。歯ごとの硬化は、各歯の加熱および焼き入れサイクルを正確に制御する必要がある大型または複雑な歯車に適しています。ギャップごとの硬化は、一度に 2 つの歯の間のギャップを加熱して焼き入れる、歯ごとの硬化のバリエーションです。チップバイチップ硬化は、各歯の先端のみを加熱して焼き入れる、歯ごとの硬化の別のバリエーションです。
• 誘導加熱電源の選択: 誘導加熱電源は、誘導コイルに流れる交流を生成し、ワークピースを加熱する電磁場を生成する装置です。電源は、誘導コイルとワークピースの周波数、電力、電圧、電流の要件に一致する必要があります。周波数の選択は、加熱の深さと均一性、材料特性、ワークピースのコイル設計によって異なります。一般に、周波数が高くなると加熱深さが浅くなり、周波数が低くなると加熱深さが深くなります。電力の選択は、加熱時間と温度、材料特性、ワークピースのコイル設計によって異なります。一般に、電力が高くなると加熱速度が速くなり、温度が高くなります。
• 誘導コイルの選択: 誘導コイルは、ワークピースを取り囲むか接触し、電磁エネルギーをワークピースに伝達するコンポーネントです。コイルはワークピースの形状とサイズに適合し、ワークピースの周囲に均一な磁場を生成するように設計する必要があります。過熱や損傷を防ぐために、コイルも水冷する必要があります。コイルの設計は、高周波焼き入れプロセスの効率とパフォーマンスに影響します。
• 焼入れ媒体の選択: 焼入れ媒体は、加熱されたワークピースを冷却し、その表面に硬化したマルテンサイト構造を作成する物質です。焼入れ媒体は、ワークピースの種類、組成、形状、および必要な硬度と微細構造に応じて選択する必要があります。一般的な急冷媒体には、水、油、空気、ポリマー溶液、または不活性ガスなどがあります。各焼入れ媒体は異なる冷却速度とワークピースへの影響を持ちます。
• 他のオプション機器を検討する: 特定の用途やニーズに応じて、カスタム誘導コイル、フットスイッチ、カスタムフレキシブルケーブル、冷却水システム、自動ロードおよびアンロードシステムなどのオプション機器を高周波焼き入れ機に追加することも検討できます。コンベアシステムまたはPLCリモートコントロールシステム。これらのオプション機器は、生産効率、品質、利便性、安全性を向上させることができます。