Mis on induktsioonkarastamine?

Induktsioonkarastamine on tootmisprotsess, mis tekitab juhtiva materjali pinnakarastamist, asetades selle materjali suurde, kiiresti kõikuvasse magnetvälja. Magnetväli indutseerib ajutise elektrivoolu, mis soojendab materjali, kuid ainult üsna madalale sügavusele. Seejärel kustutatakse materjal kohe vannis. Kuumutamine ja äkiline jahutamine põhjustavad kristallide moodustumist materjali välimistes kihtides, kuid südamiku materjal ei muutu ja säilitab oma esialgsed omadused. See kahetine olemus on induktsioonkõvenemise põhiomadus.

Terase ja muude metallide karastamine on juba ammu saavutatud nii, et tükki on kuumutatud mingi päritoluga leegis või ahjus ja seejärel lastud tükk kiiresti vette või muusse jahutusvedelikku. Karastatud metall ei paindu nii kergesti, libiseb kergemini vastu teisi pindu ja on kulumiskindel. Tükk on ka rabedam ja võib löögi või kukkumise korral kergemini puruneda või puruneda. Kuumutades ainult pinda, omandab kõvaduskarakteristiku ainult pind. Ülejäänud osa säilitab originaalmaterjali tugevuse.

Metalli või muu juhtiva materjali kuumutamine juhtivuse või otsese kuumuse abil põhjustab kogu tüki kuumenemise, kuna elektronid ergastuvad ja muutuvad liikuvamaks, voolates kiiresti kuumematest piirkondadest jahedamatesse piirkondadesse. Induktsioonkarastamisel “indutseeritakse” välised elektronid reageerima kõikuvatele magnetväljadele, tekitades elektrilisi pöörisvoolusid. Need voolud liiguvad väikeste ringidena, kuna elektronid reageerivad pidevalt muutuvale magnetvälja suunale. Soojusel ei ole vahendeid sügavale materjali sissejuhtimiseks.

Induktsioonkarastuse karastamisetapis moodustunud kristallide tüüp, suurus ja ühtlus määravad karastatud tüki lõpliku kvaliteedi. Materjal läbib faasimuutuse tahkest ainest kristalliks, mida nimetatakse difusioonivabaks transformatsiooniks. Aatomid liiguvad sisuliselt üheaegselt väga lühikese vahemaa tagant. Terases on väga kõva kristalne struktuur, mida tuntakse martensiidina, tavaliselt pinnakihi soovitud lõplik vorm. Martensiitseid kristalle leidub ka muudes kõvastunud materjalides, sealhulgas keraamikas.

Rakendused, mis nõuavad tugevat, kuid siledat kõva pinda, on ideaalsed kandidaadid induktsioonkarastamiseks. Induktsioonkarastatud osade kahesugusest olemusest saavad kasu autode ajamikomponendid, paljudes rakendustes kasutatavad käigud, tihedat tolerantsi nõudvad tööriistad, valuvormid ja kiired tootmistoimingud, mis trimmivad osi. Protsess on suhteliselt odav; suurim tegevuskulu on energiasisend ise. Induktsioonahjud ulatuvad lauasuurusest kuni võimsusteni, mis suudavad toime tulla peamiste raketikomponentidega. Reprodutseeritavad kvaliteetsed tulemused on nende toimingute puhul standardsed.