İndüksiyonla sert leştirme, bu teknolojinin sunduğu kontrollü sertleştirme sayesinde imalat endüstrisinde giderek daha popüler hale gelmektedir. İş parçasının çeşitli fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi faydalıdır.
İndüksiyonla sertleştirmenin avantajlarını ve dezavantajlarını anlamak, olası kusurları ve arızaları en aza indirerek en iyi sonucu almaya yardımcı olur. Bu makale tüm avantaj ve dezavantajları derinlemesine tartışacaktır.
İndüksiyonla Sertleştirme Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Nasıl Etkiler?
İş parçasının yüksek sıcaklıkta ısıtılması, karbon atomlarının mikro düzeyde kristal yapı içinde hapsolduğu östenit dönüşümüne neden olur. Kristal yapının değişimi tane sınırlarının güçlenmesine yol açar. Sonuç olarak, kristal yapının içine hapsolmuş karbon atomları sertliği arttırır ve sıkı tane sınırları mekanik mukavemeti arttırır.
İndüksiyonla sertleştirmenin daha üstün olduğunu göstermek için diğer sertleştirme yaklaşımlarını inceleyelim.
Diğer Sertleştirme Yöntemleri
Metalleri sertleştirmek için birkaç farklı yöntem kullanılabilir. İndüksiyon sertleştirme, alev, fırın ve vakum sertleştirmenin yanı sıra üç ana sertleştirme yaklaşımını tartışalım.
- Fırın sertleştirme
Fırında sertleştirme işlemi, iş parçasının kontrollü bir ortamda bir ısıl işlem fırınına ısıtılmasını içerir. İş parçası östenit dönüşene kadar ısıtılır, ardından hızlı bir su verme işlemi gerçekleşir.
Fırın sertleştirmesi, iş parçasını indüksiyon sertleştirmesi kadar homojen bir şekilde ısıtamaz. Tüm iş parçası kısımlarını ısıtırken, indüksiyon sertleştirme belirli iş parçası bölümlerini ısıtabilir. İndüksiyon, belirli bir kısmı sertleştirmeniz gerektiğinde başvurabileceğiniz bir seçenektir.
- Vakum sertleştirme
Vakum sertleştirme, kısmi basıncı kontrol ederek iş parçasını ısıtmayı ve ardından hızlı bir soğutma işlemini içerir. Minimum bozulma ile sert ve tutarlı yüzeyler üretebildiğinden, genellikle yüksek hassasiyetli parçalar için kullanılır.
Fırında sertleştirme gibi, iş parçasını belirli bir bölgede ısıtmak da mümkün değildir. Vakum, iş parçasının havadaki atmosferik gazlarla reaksiyona girmesini önler, böylece sonuç etkilenmez.
- Alevle sertleştirme
Alevle sertleştirme, çekirdek bölümün sünekliğini korurken dış yüzeyin alev kullanılarak sertleştirilmesini de içerir. Alevle sertleştirmenin derinlik kapasitesi 10 mm’ye kadar çıkmaktadır. Bu işlem tipik olarak küçük veya ince parçaları sertleştirmek veya daha önemli bir parçanın belirli alanlarını sertleştirmek için kullanılır.
İndüksiyonla sertleştirme, alevle sertleştirme gibi açık bir ısıtma yaklaşımı kullanmadığından, daha hassastır ve aşırı ısınma, kabuklanma veya dekarbürizasyon hasarı yaratmaz.
İndüksiyonla Sertleştirmenin Avantajları Nelerdir?
İndüksiyonla sertleştirme, diğer sertleştirme yaklaşımlarına göre bir dizi avantaj sunar. İndüksiyonla sertleştirme kullanarak belirli bir iş parçası alanını tam penetrasyon derinliği ile sertleştirmek mümkündür. Birçok uygulama, iş parçasının yalnızca belirli bir bölümde sertleştirilmesini gerektirir; bu da akım miktarı, ısıtma süresi ve akım frekansı gibi operasyonel değişkenleri kontrol ederek elde edilebilir. Ayrıca, özel kullanıma dayalı olarak proses için özelleştirilmiş bir bobin tasarlanabilir.
İndüksiyonla sertleştirme prosesinin diğer önemli avantajları aşağıda sıralanmıştır.
- İndüksiyonla sertleştirme, metal bir bileşeni alevle veya fırınla sertleştirme gibi diğer yöntemlerden çok daha hızlı ısıtıp soğutabilir.
- Çelik iş parçasının sertliğini istenen seviyeye göre özelleştirir.
- İndüksiyonla sertleştirme, malzeme yapısı boyunca eşit sertleşme elde etmek için en iyi yaklaşımdır.
- Düşük el işçiliği gerektirir ve gereksinimlere bağlı olarak tamamen otomatikleştirilebilir.
- Bileşeni daha hızlı ısıtıp soğuttuğu ve yüksek sıcaklıkları korumak için daha az enerji gerektirdiği için genellikle diğer yöntemlerden daha enerji verimlidir.
- İndüksiyonla sertleştirme, ısıtma ve soğutma hızlarının daha iyi kontrol edilmesine olanak tanıyarak bileşenin daha tutarlı ve hassas bir şekilde sertleşmesini sağlayabilir.
- İndüksiyonla sertleştirme işlemi kusurlu parça riskini en aza indirir ve sertleştirme maliyetine doğrudan katkıda bulunur. Ayrıca indüksiyonla sertleştirmede otomasyon, el işçiliğini azaltmakta ve toplam maliyetin düşürülmesine yardımcı olmaktadır.
Farklı indüksiyonla sertleştirme yöntemlerini görmek için tıklayın.
Sertleştirme ve kendi kendine temperleme işlemlerinin nasıl yapıldığını görmek için tıklayın.
İndüksiyonla Sertleştirmenin Dezavantajları Nelerdir?
İş parçası geometrisi ve homojen ısıtma, indüksiyonla sertleştirmenin ana dezavantajlarıyla bağlantılıdır. İş parçası geometrisi karmaşıksa, indüksiyon bobinine yakın bölge diğer bölümlerden daha sıcak olur. Bununla birlikte, iş parçasının şekline göre özelleştirilmiş indüksiyon bobininin kullanılması, eşit olmayan ısıtma olasılığını ortadan kaldırır.
İş parçasında çatlama, indüksiyonla sertleştirmenin bir diğer olası dezavantajıdır. Birkaç nedenden bazıları termal genleşme, termal stres ve düzensiz su vermeyi içerir.
İndüksiyonla sertleştirme prosesinin diğer önemli dezavantajları aşağıda sıralanmıştır.
- Termal genleşme, tane sınırlarında safsızlıkların yoğunlaşmasına neden olmuş, bu da taneler arası çatlamayla sonuçlanan zayıf tane yapısına yol açmıştır.
- İndüksiyonla sertleştirmede hızlı ısıtma ve soğutma işlemi sertleştirilmiş bileşeni deforme edebilir. Bileşen hassas boyutlar gerektiriyorsa veya bükülmeye meyilliyse bu bir sorun olabilir.
- İndüksiyonla sertleştirme teknolojisinin kurulum maliyetini alevle sertleştirme ve fırınla sertleştirme gibi diğer yaklaşımlarla karşılaştırdığımızda maliyet bir dezavantaj olabilir.
- İndüksiyonla sertleştirme her tür metal ve alaşımla uyumlu değildir. Belirli çelik alaşımları ile sınırlıdır. Çelik 8620, 1010, 12L14 ve 1008 gibi düşük karbonlu alaşımlar indüksiyon sertleştirme prosedürü altında iyi performans göstermez.
- Sertleşme seviyesinde önemli bir artış elde etmek için çeliğin belirli bir karbon içeriğine (> %0,40) sahip olması gerekir.
- İstenen sonuçları elde etmek için bileşenin yeterince ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlamak için yüksek düzeyde dikkat ve uzmanlık gerektirir.
- Proses parametrelerinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi zaman alıcı olabilir ve indüksiyonla sertleştirme prosesi sırasında sık sık izleme ve ayarlamalar gerektirebilir.
Özetlemek gerekirse
Hiç şüphe yok ki indüksiyonla sertleştirme, belirli bir karbon içeriği seviyesine sahip çelik alaşımlarını sertleştirmek için pratik yaklaşımlardan biridir. Düzgün sertleştirme, düşük enerji maliyeti, hızlı teslim süresi ve diğer birçok avantaj sunar.
Çatlama olasılığı ve yüksek kurulum maliyetleri gibi birkaç dezavantajı da vardır. Ancak FOCO’nun sofistike indüksiyon sertleştirme makinesinin kullanılması, sürdürülebilirliği sayesinde süreci uygun maliyetli hale getirmektedir. Ayrıca, iş parçasının geometrisi ve indüksiyon bobininin özelleştirilmesi çatlak oluşumu riskini önlemeye yardımcı olur.