İndüksiyonla Sertleştirme ve Tavlama

Güçlendirme Nedir?

Sertleştirme, basitçe bir malzemenin sertliğinin artırıldığı ve sünekliğinin azaltıldığı herhangi bir işlem olarak tanımlanabilir. Bu işlem, yüksek aşınmaya maruz kalan yüzeyleri güçlendirmek ve parçaların genel ömrünü uzatmak amacıyla kullanılır. Her biri malzemeye göre farklı uygunluk derecesine sahip çeşitli sertleştirme yöntemleri mevcut olmakla birlikte, indüksiyon teknolojisi genellikle “söndürme ve tavlama” olarak bilinen belirli bir sertleştirme işleminde uygulanır.

Söndürme ve Tavlama Nedir?

Söndürme ve Tavlama, yalnızca orta ila yüksek karbonlu çeliklere uygulanabilen bir sertleştirme işlemidir. İlk olarak, çelik yeterince yüksek bir sıcaklığa ısıtılır; bu da kristal yapıda ferritten östenite bir dönüşüme neden olur. Bu değişmiş durumda çelik, normal koşullara göre daha fazla miktarda karbon emebilir. Ardından çelik, indüksiyon ekipmanında su, yağ veya su-polimer çözeltisi kullanılarak hızla su verilerek soğutulur. Bu hızlı soğutma, çeliğin nihai sertliğini olumsuz etkileyebilecek karbon çökeltilerinin oluşumunu önler.

Çelik daha düşük bir sıcaklığa soğudukça, orijinal düşük sıcaklık durumuna geri dönmeye çalışır. Ancak, orijinal durumunun barındırabileceğinden daha fazla karbon emmiş olması nedeniyle çelik, martensit olarak bilinen farklı bir kristal yapıya dönüşür. Martensit, bozulmuş kristal yapıları ve yüksek karbon doygunluğu nedeniyle olağanüstü derecede serttir. Çelik bu aşamada yüksek sertliğe ulaşsa da, aynı zamanda oldukça kırılgan hale gelir.

Temperleme, çeliğin sertliğini ve dolayısıyla kırılganlığını hafifçe azaltmak amacıyla daha düşük bir sıcaklığa yeniden ısıtılmasını içeren bir sonraki aşamadır. Temperleme için gerekli sıcaklık, istenen sertlik seviyesine bağlıdır. Hedeflenen sertliğe ulaşıldığında, çelikte kalan ısının çeliği daha fazla temperlemesine engel olmak amacıyla çelik bir kez daha su verme işlemine tabi tutulur.

İndüksiyonla Söndürme ve Tavlama

İndüksiyon teknolojisi, özellikle Söndürme ve Tavlama işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu işlemlerde önemli avantajlar sunmaktadır. Bu işlemde istenen sertlik profiline ulaşmak, çeliğin hem ısıtılması hem de su verme aşamalarında olağanüstü bir hassasiyet gerektirir. Bir an bile fazla ısıtma veya yanlış sıcaklıkta su verme gibi ufak sapmalar bile, parçalar arasında önemli farklılıklara yol açabilir. Bu nedenle, süreç üzerinde hassas bir kontrol sağlamak hayati önem taşır ve indüksiyon teknolojisi, diğer ısıtma yöntemlerine kıyasla üstün kontrol imkanı sunmasıyla öne çıkar.

Isıtma ve su verme işlemleri için bileşenlerin otomatik olarak taşınması ve sabitlenmesi, yüksek üretim hızlarına ve çeşitli parçalarda tutarlı sonuçlara katkıda bulunur. İndüksiyon, sertleştirme ve ısıl işlem için en hızlı yöntem olarak öne çıkar; bu sayede minimum deformasyon, yüzeyde karbon kaybı olmaması, ince taneli bir mikroyapı ve titizlikle kontrol edilen sertlik dağılımları sağlanır. Üretimi bir üst seviyeye taşımayı hedefleyen her tesis için indüksiyon, ideal çözüm olarak karşımıza çıkar.

İndüksiyonla Yüzey Sertleştirme

Seçici indüksiyonla yüzey sertleştirme, hibrit mekanik özellikler sunarak, aşınmaya maruz kalan yüzeylerde ihtiyaç duyulan sertliği ve çekirdekte darbe direnci sağlayan süneklik sağlayarak parçaların performansını artırabilir.

Seçici indüksiyonla sertleştirme, bir parçanın belirli bir bölgesini hedef alarak bu bölgeye hızla ısı uygulayabilme özelliğine sahiptir. Sonuç olarak, parçanın yüzeyinde sertleştirilmiş malzemeden oluşan bir tabaka veya kaplama oluşur. Bu yöntem, çalışma sırasında yüksek gerilime maruz kalan ve çeşitli mekanik özelliklerin bir arada bulunmasını gerektiren parçalar için idealdir. Örneğin, yüksek akma mukavemeti, yorulma direnci ve aşınma direncinin aynı anda sağlanması gibi.

Kullanılan frekansın, indüksiyon bobininin geometrisinin, güç seviyesinin ve parçanın bobin içindeki konumunun uygun şekilde ayarlanmasıyla sertlik dağılımı hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Radyne sistemlerindeki sektör lideri hassasiyet sayesinde, sertlik dağılımı parçadan parçaya son derece tutarlı kalır. Isıtma sırasında yapılan döndürme işlemi, homojen bir sertleşme tabakası oluşmasını sağlar.

Aşamalı İndüksiyonla Sertleştirme | İndüksiyon Taraması

Genellikle, parçaların optimum performans ve uzun hizmet ömrü sağlayabilmesi için belirli bölgelerinde yüzey sertleştirmesi gerekir. Kademeli ısıtma ve suyla söndürme yöntemlerini kullanan indüksiyonla sertleştirme, şaftların veya diğer parçaların işlenmesinde ekonomik bir yöntem sunar.

Çelik bir şaftı bir ısıtma bobininden geçirerek kademeli olarak sula su verme tankına yönlendirerek, şaftın iç kısmını etkilemeden dış yüzeyi ısıtılabilir, suyla söndürülebilir ve sertleştirilebilir. Tamamen homojen bir sertleşme tabakası gerektiğinde, şaftın döndürülmesi genellikle zorunludur. Su verme tankının indüktöre göre konumu çok önemli olduğundan, bobin ve ilgili su verme tankı genellikle tek bir ünite oluşturur. Şekilde gösterildiği gibi, su beslemesi genellikle bobinin içinden sağlanır. Dönerken şaftların indüksiyon bobini ve sula söndürme halkası boyunca kontrollü bir şekilde taranması, şaftların ayarlanabilir uzunlukları boyunca kontrollü kaplama derinlikleri sağlar ve tüm bu işlem otomatik bir döngü içinde gerçekleşir.

Sertleşme derinliğinin kontrolü, jeneratörden gelen güç girişine ve şaftın indüksiyon bobini içinden aşağı doğru hareket hızına bağlıyken, sertleşen bölümün uzunluğu ise teknik özelliklere uygun olarak ayarlanmış bir pirometre ile kontrol edilir. Ekipman parametreleri uyumlu hale getirilerek istenen sertleşme derinliği ve sertlik dağılımları belirlendikten sonra, bu ayarlar her parça için tekrarlanabilir bir süreç sağlanacak şekilde tutarlı hale getirilebilir.

Açıklanan uygulama yüzey sertleştirmeyi içermekle birlikte, tavlama ve temperleme gibi kademeli ısıtma gerektiren diğer ısıl işlemler için de uyarlanabilir.