1. 高周波焼入れの金属問題
(1)急速加熱の臨界点上昇
誘導加熱の加熱速度は、毎秒数十度から数百度です。 パルスクエンチングは毎秒数千度に達し、レーザークエンチングは数万度に達します。 加熱速度が速く、持続時間が短いため、塩浴焼入れよりも焼入れ温度が高くなり、微細構造をオーステナイトに変化させることができます。 炭素鋼と低合金鋼の場合、高周波焼入れ温度は従来より80～150℃上昇しますが、高速度鋼の焼入れ温度はそれほど上昇せず、通常20～40℃上昇するだけです。 .
誘導加熱は炉内加熱に比べて比出力が非常に大きいため、加熱速度が非常に速く、パーライトからオーステナイトへの昇温が短時間で開始・完了します。 急速加熱を適用すると、鋼の臨界点（Ac3）も加熱温度の上昇とともに上昇します。
(2) 急速加熱により、鋼は微細結晶粒または超微細結晶粒になる
昇温速度が遅い領域では，新たにオーステナイト化が完了したオーステナイト初期結晶粒は昇温速度の増加とともに著しく減少したが，昇温速度が高い領域では昇温速度の増加に伴いオーステナイト初期結晶粒の減少はほとんど止まった。 誘導加熱条件下では、加熱速度が非常に速く、得られる初期粒子が非常に小さく、加熱速度とは無関係であることが実際に証明されています。 しかしながら、形成されたオーステナイト粒子の成長は、加熱速度に関連している。 ある温度まで加熱する場合、加熱速度が遅いほど、実際に形成されるオーステナイト粒は大きくなります。 したがって、加熱温度と加熱時間が適切に制御されている限り、誘導加熱は過熱を引き起こしません。
Hall Peitz の公式によると、粒子が細かいほど鋼は強くなります。 誘導加熱により得られる微細な粒子は、工具の強度と寿命の向上に貢献します。
2. ハイスメカニカルブレードにおける誘導加熱焼入れの適用
高速度鋼の焼入れ性は非常に優れており、空気中で焼入れすることもできる、いわゆる「風鋼」、その焼入れまたは空気焼入れは、高硬度以上の 64HRC まで焼入れすることもでき、非常に鋭い刃先を研削できます。 「フロントスチール」とも呼ばれます。ハイス鋼の高周波焼入れは、自己冷却硬化、省エネ、環境保護、高い生産効率です。
いずれにせよ、XNUMX つの基本的な条件が必要です。XNUMX つ目は、オーステナイト化すること、XNUMX つ目は、鋼の臨界冷却速度よりも速い速度で直ちに冷却することです。 誘導加熱の特徴は、表面のみが加熱され、オーステナイト化後の表面がすぐに加熱を停止し、加熱された金属層に隣接して熱伝導率が急速に加熱され、冷却速度が臨界冷却速度よりも大きく、表面が加熱されることです。硬化する際は、表面に液体を吹き付けて急冷するのではなく、内部の冷たい金属を冷却することにより、高エネルギー密度加熱下でのみこの特殊な焼入れプロセスを実現できます。 誘導加熱は、高エネルギー密度の加熱方法のXNUMXつです。 電力密度が非常に大きく、加熱時間が非常に短いため、パルス加熱とも呼ばれます。
誘導加熱中、ワークピースの渦電流によって生成された熱は、主に加熱された表層で使用されます。 このとき、同時にXNUMX種類の熱がワークから放出されます。 第 XNUMX の熱は加熱された表面から空気中に放出され、これを輻射熱と呼びます。 ワーク加熱層から中心へのXNUMX番目の伝導は、伝導熱と呼ばれます。 これらの XNUMX つの熱損失、特に内部熱伝導の影響により、理論上の熱圏深度が深くなります。 ワークピースが厚すぎない場合、熱伝達は表面から心臓にすばやく伝わり、セクション全体が加熱されます。 ハイス鋼は自己硬化性材料で、加熱後すぐに消火できます。 これは他の鋼にはない特殊な機能です。
誘導加熱温度の測定は、赤外線光電放射温度計または光高温計、または加熱温度を決定するための目視測定（加熱ワークの色に応じて）によって行うことができます。
安徽嘉龍 2014 年からフロント スチール ツール、高周波誘導加熱技術のアプリケーション、焼入れ厚さ ≤6mm M2 スチール ブレードを試してみてください。 1回以上クエンチし、市場を拡大する自信を高めました。 厚い刃物に対する市場の需要の高まりに応えるために、2015年にスーパーオーディオ（20〜100Hz）と、8〜16mmの厚さの刃物を焼き入れることができる自作の焼き入れ機を導入しました。 図 1 は、焼入れ装置の完全なセットです。
図。 1 焼入れ装置
図。 図２は、焼入れ後の２６００ｍｍ×７５ｍｍ×１２ｍｍＭ２のサイズを有するブレードの金属組織を示す。
図3に焼入れ後の側面と端面の硬さ分布を示します。 図 3A では、側面の硬度分布はポイント 3 で 1HRC、ポイント 60.5 で 2HRC、ポイント 64.5 で 3HRC です。図 3B では、端面の硬度分布はポイント 64.5 で 1HRC、ポイント 62 およびポイント 2 で 60 HRC。
図。 3 誘導加熱によるM2鋼ブレードの硬度分布
図。 4: 焼戻し金属組織学
測定された硬化層の有効深さは 5.5 ～ 6.0 mm で、その硬度は表面から内側に向かって減少します: 64.5 HRC → 62 HRC → 60HRC。 表面は硬く、心は柔らかい。 機械刃の作用面は常に表面にあり、これが理想的な硬度分布です。 市場調査によると、ブレードはまだ磨耗しており、硬度にはまだ改善の余地があることを示していますが、非常に限定的です。 刃の作りが悪いと、刃が崩れる恐れがあります。 お気をつけください。
3. 高周波焼入れ刃の品質検査
焼入れプロセスが完了した後、高周波焼入れワークピースは通常、次のように検査されます。
(1) 外観検査
ワークピースの表面には、溶融、亀裂、衝突などの巨視的な欠陥があってはなりません。通常の焼入れ後、表面は黒で挟まれた米白であり、鋼番によって多少の違いがあります。 経験豊富なオペレーターは、表面の色に応じて焼入れ加熱温度を判断できます。 局部的な溶融や明らかなクラック、へこみ、角落ちの場合は外観検査で発見できます。 一般的な高周波焼入れ部品、検査率100％。
(2) 硬度検査
経験豊富な試験官は、標準ヤスリを適用してエッジを接触させ、ベルトを急冷することができます。 Shaw またはポータブル ロックウェル硬さ試験機、またはより高度でより正確な硬さ試験機を現場で使用できます。
(3) 金属組織検査
硬さは表面的な現象にすぎず、金属組織は本質的なものです。 金属組織学的検査は、ワークピースをサンプリングすることによって、または任意の硬化部位 (輸入された金属組織検査装置) で実行できます。 粒度は 10 等級を超えてはなりません。 その他のパラメータについては、JB/ T9204-2008 鋼部品の高周波焼入れ金属組織検査を参照してください。
(4)硬化部位の確認
焼き入れ後、焼き戻し後いずれもショー硬度計で測定します。 硬化領域は、工具幅とお客様の要件に応じて区切られます。
(5) 硬化層の深さ試験
現在、硬化層の深さを測定するために、焼入れワークの特定の位置を切断するために、硬化層の深さが主に使用されます。 ほとんどの金属組織測定の前に、現在は基本的にGB5617標準を使用して、硬化層セクションの硬度を測定してその深さを決定しています。ワークを長くし、主に表面硬度の高さを参考に、硬化層の深さを推定します。
(6) 変形検査
ブレードの誘導加熱が歪むことはほとんどありませんが、XNUMXつずつ確認する必要があります。 変形が許容範囲外であることが判明した場合は、マルテンサイト超塑性の原理を使用して修正する必要があります。
(7) クラック検査
クラックは、磁性粉末によって非破壊的に検出するか、蛍光粉末によって表示することができます。 磁性粉で検出したワークは、次の工程に入る前に脱磁する必要があります。
4. まとめ
これまで困難とされていたハイス鋼の高周波焼入れが実用化されています。 科学技術の深い発展とともに、熱処理従事者の「不可能に挑む」自信が高まり、次々と奇跡が起きていきます。 誘導加熱焼入れは、熱処理のコア競争力になります。
