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2000年以来の誘導加熱

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高周波熱処理の欠点と対策(後編)

高周波焼入れは、加熱速度が速く、加熱時間が短いため、制御が難しく、局所的な表面焼入れにより、品質管理と安定性がより困難になります。 高周波焼入れの一般的な欠陥は、不十分な硬度、ソフトスポット、ソフトベルト、焼入れ割れなどです。

A.硬化層の硬さが足りないか軟らかいところ、軟らかいコントロール

1.硬化層の硬度不足

硬度不足の原因としては、材料組成(焼入れ鋼の炭素量が少なすぎる、ダクタイル鋳鉄の元組織のパーライト量が少ない)、高周波焼入れ前の元組織(元組織の粗大粒、表面酸化、脱炭)など。 不適切な高周波焼入れプロセスと操作による硬化層の硬さについては、主な理由は次のとおりです。

(1) 低加熱電力、不十分な加熱時間、およびインダクタとワークピース間の大きな表面クリアランスにより、焼入れ温度が低くなり、その結果、未溶解のフェライトと不均一な微細構造が焼入れ組織に存在し、網状トーテンサイトが深刻な場合に現れます (図 1 を参照)。 . XNUMX)。

図 1 - 加熱下の金属組織

図。 1.過熱金属組織 400x

(2) 冷却が不十分。 加熱終了から冷却開始までの時間が長すぎる、液体の噴射時間が短すぎる、噴射圧力と密度が低すぎる、冷却媒体の急冷速度が遅いなどの理由で、冷却が不十分になり、非マルテンサイトが発生します。焼入れ組織におけるトルテンサイトのような構造(図2参照)。

図 2 - 冷却が不十分な金属組織

図2 過冷却金属組織 400X

ワークが不十分な硬度を生成するのを防ぐために、高周波焼入れワークの炭素の質量分率は一般に0.4%を超え、焼入れ前の予備熱処理の品質が管理され、ワー​​クの表面に油がないようにする必要があります。酸化、脱炭など。高周波焼入れプロセスに関する限り、比出力を上げ、加熱時間を適切に延長し、インダクタとワークピース表面の間の距離を短くする必要があります。 水圧を上げる、冷却スプレーの流量を増やす、加熱後のスプレー冷却を時間内に行う、冷却速度を向上させるなどの対策を行います。

2. 硬化層のソフトスポットとソフトベルト

ソフト スポットは、通常、ウォーター ジェット穴の閉塞またはウォーター ジェット穴の薄肉化によって発生し、局所的な表面積の冷却速度が低下します。 したがって、ソフトスポットを防ぐには、きれいな水と水穴の頻繁な清掃が必要です。 ウォータージェットの穴が薄すぎる場合は、ウォータージェットの穴を増やすか増やすのに適切な、再設計する必要があります。

ソフトベルトとは、シャフトワークを連続的に加熱・急冷した際に表面に現れる白黒の螺旋状のベルト、またはワークの移動方向に沿った真っ直ぐな黒いベルトです。 黒い部分に未固溶フェライトやトルテンサイトなどの非マルテンサイト組織があります。 主な理由は次のとおりです。スプレー角度が小さい、暖房エリアから水が戻る。 ワークピースの回転速度は移動速度と調整されておらず、ワークピースがXNUMX回転するときのインダクタの相対移動距離は比較的大きくなります。 噴射孔の角度が一定ではなく、ワークがインダクター内で偏心回転します。 そのため、水の噴射角度を大きくし、ワークの回転速度とセンサーの移動速度を調整して、ワークがセンサー内で同心円状に回転するようにします。

B. 高周波焼入れの変形・割れ抑制

1.焼入れ変形

高周波焼入れ中、ほとんどの工作物は熱応力による反り変形を示します。内径と外径の比が 1.5 未満の歯車、内孔と外径は拡大する傾向があり、二重歯車はフレア口です。 変形を制御するには、中心への熱伝達を減らす必要があります。 その際、浸透式加熱により、比出力の向上と加熱時間の短縮が可能です。 軸・棒ワークの場合、ワークをインダクターで同心回転させ、曲げ変形を抑えます。 ギアの場合、硬化層の要件を満たすことを前提として、より大きな比電力を使用して加熱時間を短縮し、端面をキャップして内部穴の早期冷却と収縮を防ぎます。 また、歯の​​ブランク処理、最初に高周波正規化、次に内側の穴とフライス歯の処理を行うことで、内側の穴の収縮を減らすことができます。 薄肉歯車を焼入れする際、内部の穴に水を噴射して冷却し、内径の膨張を抑えることができます。

2. 焼割れ

  高周波焼入れ過熱は、焼割れの一般的な原因であり、過熱の焼入れ組織は、図1に示すように厚いマルテンサイト組織である。 3. 高周波焼入れ割れの原因と対策を表1に示します。

図。 3- 鋼の高周波焼入れ粗いマルテンサイト組織

図。 3 鋼 400x の高周波焼入れ粗いマルテンサイト組織

高周波焼入れ割れの原因と対策



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