Mikä on induktiokarkaisu?

Induktiokarkaisu on valmistusprosessi, joka tuottaa johtavan materiaalin pinnan kovettumisen sijoittamalla materiaalin suureen, nopeasti vaihtelevaan magneettikenttään. Magneettikenttä aiheuttaa väliaikaisen sähkövirran, joka lämmittää materiaalin, mutta vain melko matalaan syvyyteen. Materiaali sammutetaan välittömästi hauteessa. Lämmitys ja äkillinen jäähdytys aiheuttavat kiteiden muodostumista materiaalin uloimpiin kerroksiin, mutta ydinmateriaali ei vaikuta ja säilyttää alkuperäiset ominaisuudet. Tämä kaksoisluonne on induktiokarkaisun keskeinen ominaisuus.

Terästen ja muiden metallien kovettaminen on jo pitkään saavutettu kuumentamalla pala jonkin alkuperän liekissä tai uunissa ja pudottamalla se sitten nopeasti veteen tai muuhun jäähdytysnesteeseen. Karkaistu metalli ei hankaa yhtä helposti, liukuu muita pintoja vastaan ​​helpommin ja kestää kulutusta. Kappale on myös hauraampi ja voi rikkoutua tai murtua helpommin, kun se osuu tai pudotetaan. Kuumentamalla vain pintaa, kovuusominaisuudet saadaan vain pinnan avulla. Loput kappaleesta säilyttävät alkuperäisen materiaalin lujuuden.

Metallin tai muun johtavan materiaalin lämmittäminen johtavuudella tai suoralla lämmöllä saa koko kappaleen lämpenemään, koska elektronit ovat innoissaan ja muuttuvat liikkuvammiksi ja virtaavat nopeasti kuumemmista alueista viileämpiin alueisiin. Induktiokarkaisemisessa ulkoiset elektronit “indusoidaan” reagoimaan vaihteleviin magneettikenttiin tuottamalla sähköisiä pyörrevirtoja. Nämä virrat virtaavat pieninä ympyröinä, kun elektronit reagoivat jatkuvasti muuttuvaan magneettikentän suuntaan. Lämmöllä ei ole keinoa johtaa syvälle materiaaliin.

Induktiokarkaisun sammutusvaiheen aikana muodostuneiden kiteiden tyyppi, koko ja yhtenäisyys määräävät karkaistun kappaleen lopullisen laadun. Materiaalissa tapahtuu faasimuutos kiinteästä aineesta kiteeksi, jota kutsutaan diffuusioksi. Atomit liikkuvat olennaisesti samanaikaisesti hyvin lyhyen matkan. Teräksessä erittäin kova kiteinen rakenne, joka tunnetaan martensiittina, on yleensä haluttu pintakerroksen lopullinen muoto. Martensiittisia kiteitä löytyy myös muista kovetetuista materiaaleista, mukaan lukien keramiikka.

Sovellukset, jotka vaativat vahvoja mutta sileitä, kovia pintoja, ovat ihanteellisia ehdokkaita induktiokarkaisuun. Autojen vetolaitteiden komponentit, vaihteistot monissa sovelluksissa, tarkat toleranssit vaativat työkalut, muotit ja nopeat valmistustoiminnot, jotka leikkaavat osia, hyötyvät kaikki induktiokarkaistujen osien kaksoisluonteesta. Prosessi on suhteellisen halpa; suurin käyttökustannus on itse energiapanos. Induktiouunit vaihtelevat pöytälevyistä kapasiteetteihin, jotka pystyvät käsittelemään suuria rakettikomponentteja. Toistettavat, korkealaatuiset tulokset ovat vakiona näissä toiminnoissa.