С развитием новых знаний и оборудования можно расширить диапазон применения индукционного нагрева и применять его в области науглероживания в печах и другой химико-термической обработки.
(1) Индукционная наплавка и закалка – одна из эффективных технологий решения этой проблемы. Для деталей, подверженных сильному износу, таких как лемехи экскаваторов, шахтные ковши и железнодорожные детали, поверхность которых должна иметь толстый слой износостойкости и коррозионной стойкости. Технология давно используется в России, например, для обработки лезвия плуга. С внедрением твердотельных источников питания, современных систем управления и новых материалов эта технология станет более привлекательной. Порошковая или пастообразная смесь флюса и порошка твердого материала наносится на поверхность заготовки и нагревается стационарным или подвижным датчиком. Чаще всего используются шпильки и вертикальные кольцевые датчики. Шпильковые датчики снабжены магнитами Ferrotron 559, улучшающими параметры катушки и помогающими оптимизировать распределение энергии в деталях. Исходная поверхность детали нагревается датчиком, и наплавочный материал расплавляется. Упрочняющий слой и матрица хорошо связаны, диффузионная зона между ними узкая.
Температура плавления обычно используемых упрочняющих материалов на 50~100F ниже, чем у матрицы, то есть матрица остается твердой, но также может образовываться эвтектическая ванна. При правильном выборе наплавочных материалов и условий эксплуатации упрочнение поверхности наплавки позволяет увеличить срок службы деталей в несколько раз и даже более чем в 10 раз.
(2) Индукционный «щеточный» индукционный нагрев также широко используется при обработке покрытий, таких как предварительный нагрев деталей перед нанесением покрытия, повторное плавление оцинкованного слоя, напыление или плазменное напыление слоя. Индукционная технология играет очень важную роль в производстве изделий из оцинкованной или оцинкованной стали методом диффузионной обработки. Он используется при предварительном нагреве полосовой стали, переплавке, нагреве тигля и т.д. Последним применением индукционной технологии в горячем цинковании является удаление избыточного цинка или других сплавов с поверхности стали электромагнитным методом на выходе из тигля. В традиционном процессе ИСПОЛЬЗУЕТСЯ «воздушный нож» или высокоскоростная струя, но недостатком является то, что удаляемый материал не может быть полностью удален, а поверхность покрытия недостаточно гладкая. В случае индукционной щетки электродвижущая сила, создаваемая взаимодействиями переменного магнитного поля и вихревыми токами в покрытии, заставляет расплавленный металл перемещаться и «подниматься», а затем металлические «волны» удаляются воздушным ножом.
(3) Индукционная закалка используется в больших деталях вместо науглероживания. Например, большая деталь требует, чтобы поверхность внутреннего отверстия имела науглероживающий упрочняющий слой толщиной более 4 мм, чтобы обеспечить достаточную прочность и износостойкость. Этапы работы традиционного процесса следующие:
(1) не науглероживайте детали для очистки от просачивания.
(2) в течение длительного времени, чтобы получить слой науглероживания более 4 мм.
(3) Чтобы полностью преобразовать структуру, используется специальный процесс закалки для закалки при нагреве в печи.
Глубокая шлифовка для исправления деформации деталей при термообработке.
Новая технология не требует каких-либо вспомогательных процессов, а для сканирующей обработки используется многооборотный датчик. Требуемая твердость и глубина закалочного слоя могут быть получены после закалки распылительным кольцом. Индукционная катушка оснащена копией магнита, изготовленной из FluxtrolA [3]. Система процесса и катушки использует технологию виртуального проектирования прототипов, а компьютерное моделирование успешно отвечает техническим требованиям деталей. Преимущества новой технологии: уменьшить деформацию деталей, уменьшить объем технологии механической обработки, сократить время термообработки, сэкономить энергию, может быть использована для замены низкой цены науглероженной стали. Эта технология все еще находится в стадии испытаний и еще не применялась в Китае.
(4) Химическая обработка поверхности жидкой среды предприняла много попыток науглероживания газовым индукционным нагревом, но не добилась эффекта науглероживания в печи. Савелий Гугель предложил процесс высокотемпературной обработки в жидкой активной среде (ЖАС). Основываясь на этом видении, он запатентовал технологию под названием Linter Process. ООО «Санова» исследовало и разработало технологию в теории и на практике. Хотя этот метод может выполняться контактным нагревом или резистивным нагревом, индукционный нагрев является лучшим методом.
При индукционном нагреве деталь помещают в камеру обработки с хладоактивной средой, а поверхность нагревают индукционной катушкой. Когда поверхность детали достигает высокой температуры, образуется паровая пленка, что снижает потери тепла в среду. Эта кипящая среда содержит высокую концентрацию элементов, которые могут просачиваться в детали. Процесс быстрый и стабильный, а закалку деталей можно проводить сразу в одной жидкой активной среде или по отдельности после обработки. Если требуется закалка, детали можно вынуть из камеры обработки и закалить или нагреть отдельно. Интересные результаты получены при обработке титановых сплавов. Например, на этой экспериментальной установке были получены титановые сплавы с высокой поверхностной твердостью (до 70HRC), высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения. Поскольку технологии продолжают развиваться, не будет проблемой применить их для производства реальных артефактов.
