Le chauffage par induction : tout ce que vous avez toujours voulu savoir sans jamais oser le demander (novembre 2016)

Question du mois : Depuisquelques années, nous procédons au durcissement par balayage d’arbres relativement droits à l’aide d’une machine de 30 kHz. Notre nouveau composant présente un épaulement radial de 4,8 mm (épaulement marqué) qui a fondu lorsque nous avons tenté de le durcir par balayage. Nous avons entendu dire qu’une bobine à impulsion unique pourrait réduire la surchauffe de l’épaulement tout en assurant un durcissement suffisant ; nous avons donc demandé à un fabricant local de bobines de nous en fabriquer une. La surchauffe au niveau des angles est réduite, mais nous constatons désormais une variation de dureté superficielle de 4 à 6 HRC sur la circonférence du composant après trempe. Nous n'avions pas ce problème avec la trempe par balayage. Comment pouvons-nous y remédier ?

Réponse : Uneconception adéquate de l'inducteur et du système de trempe, associée à une recette de traitement adaptée, ne devrait pas entraîner une variation de dureté aussi importante sur la circonférence de l'arbre. Il existe plusieurs causes possibles, dont deux des plus courantes sont abordées ici.

1. Facteur lié à la chaleur.Avec les bobines de balayage, le flux de courants de Foucault induits est circonférentiel, ce qui produit une répartition très uniforme de la température à tout instant du cycle de chauffage. Seules de légères variations de température se produisent dans la zone de frange de flux au niveau des extrémités de la bobine. La rotation de la pièce rend cet effet négligeable (dans la pratique), ce qui permet généralement d’obtenir une répartition très uniforme de la température (en l’absence de fentes, de rainures de clavette, de trous et d’autres discontinuités géométriques similaires). Contrairement aux inducteurs à balayage, la plupart des inducteurs à chauffage unique produisent un flux de courants de Foucault principalement axial plutôt que circonférentiel. Par conséquent, si la durée de chauffage est relativement courte, si la surface de chauffage de la bobine est étroite et si la vitesse de rotation est insuffisante, il peut se produire une répartition circonférentielle de la température non uniforme et perceptible au moment où la trempe est appliquée.Solution : augmenterla vitesse de rotation pendant le chauffage en un seul passage pourrait résoudre ce problème. L’utilisation d’une bobine de type serpentine constitue une autre option.
2. Facteur lié à la trempe.Les bobines MIQ sont souvent utilisées avec le durcissement par balayage, ce qui assure généralement une trempe circonférentielle suffisamment uniforme. Les anneaux, tambours et suiveurs de trempe utilisés dans le durcissement par balayage produisent également une trempe raisonnablement uniforme. Avec un inducteur à tir unique, il peut y avoir des obstacles empêchant un accès^{à 360°}pour la trempe par pulvérisation. Dans certains cas, la trempe est effectuée d’un seul côté, ne couvrant que^{90° à 120°}de la surface austénitisée. Cela pourrait entraîner un écart de dureté circonférentiel appréciable.Solution :repenser la conception du dispositif de trempe, en s’efforçant de couvrir autant de surface que possible. De plus, essayez de modifier la vitesse de rotation pendant la trempe (par exemple, une augmentation de 25 %, puis une diminution de 25 %) et comparez les résultats. Une rotation insuffisante ou excessive peut entraîner une non-uniformité circonférentielle de la trempe.

Dr Valery Rudnev, FASM
Directeur, Science et Technologie
Inductoheat Inc
www.inductoheat.com