Aquecimento por indução: tudo o que sempre quis saber, mas tinha medo de perguntar (novembro de 2016)
Pergunta do Mês: Háalguns anos querealizamos o endurecimento por indução em eixos relativamente retos, utilizando uma máquina de 30 kHz. O nosso novo componente apresenta um degrau radial de 4,8 mm (ombro acentuado) que derreteu quando tentámos aplicar o endurecimento por indução. Ouvimos dizer que um indutor de disparo único poderia reduzir o sobreaquecimento do ombro e, ainda assim, proporcionar um endurecimento suficiente, pelo que pedimos a um fabricante local de bobinas que nos fabricasse um. O sobreaquecimento nos cantos foi reduzido, mas agora temos uma variação de dureza superficial de 4 a 6 HRC ao longo da circunferência do componente recém-temperado. Não tínhamos este problema com o endurecimento por varredura. Como podemos resolver isto?
Resposta: Umprojeto adequado do indutor/sistema de arrefecimento e uma receita de processo adequada não deveriam produzir uma variação de dureza tão acentuada ao longo da circunferência do eixo. Existem várias causas possíveis, sendo que duas das mais comuns são aqui abordadas.
- Fator relacionado com o aquecimento.Com as bobinas de varredura, o fluxo de correntes parasitas induzidas é circunferencial, produzindo uma distribuição de temperatura muito uniforme em qualquer momento do processo de aquecimento. Apenas se verifica uma variação térmica menor na região de franja de fluxo dos terminais da bobina. A rotação da peça torna este impacto insignificante (na prática), proporcionando normalmente uma distribuição de temperatura muito uniforme (assumindo a ausência de ranhuras, encaixes, orifícios e outras descontinuidades geométricas semelhantes). Ao contrário dos indutores de varredura, a maioria dos indutores de ciclo único produz um fluxo de correntes parasitas predominantemente axial, em vez de circunferencial. Portanto, se o tempo de aquecimento for relativamente curto, a superfície de aquecimento da bobina for estreita e a velocidade de rotação for insuficiente, poderá verificar-se um padrão de temperatura circunferencial não uniforme e percetível no momento em que for aplicada a têmpera.Solução: Aumentara velocidade de rotação durante o aquecimento de disparo único poderá resolver este problema. A utilização de um indutor do tipo serpentina é outra opção.
- Fator relacionado com o arrefecimento.As bobinas MIQ são frequentemente utilizadas com o endurecimento por varredura, proporcionando normalmente um arrefecimento circunferencial suficientemente uniforme. Os anéis, cilindros e seguidores de arrefecimento utilizados no endurecimento por varredura também produzem um arrefecimento razoavelmente uniforme. Com um indutor de disparo único, podem existir obstruções que impeçam o acessoa 360°para o arrefecimento por pulverização. Em alguns casos, o resfriamento é feito a partir de um único lado, cobrindo apenas90° a 120°da superfície austenitizada. Isto pode resultar num desvio apreciável da dureza circunferencial.Solução:Redesenhar o dispositivo de resfriamento, procurando cobrir a maior superfície possível. Além disso, tente alterar a velocidade de rotação durante o arrefecimento (por exemplo, um aumento de 25 % e, em seguida, uma diminuição de 25 %) e compare os resultados. Tanto uma rotação insuficiente como uma rotação excessiva podem resultar em falta de uniformidade circunferencial do arrefecimento.
Dr. Valery Rudnev, FASM
Diretor de Ciência e Tecnologia
Inductoheat Inc
www.inductoheat.com