İNDÜKSİYONLA YÜZEY SERTLEŞTİRME

Temel Prensipler

 

Elektrik akımı bir iletkenden geçtiğinde, iletkenin çevresinde elektromanyetik alan meydana getirir. Eğer iletken bir bobin ise manyetik alan bu bobinin içerisinden akar. Bobin içerisine metal bir cisim (çubuk) yerleştirilse bile bu manyetik alan yine de mevcuttur. Eğer manyetik akı yüksek frekanslı bir alternatif akım tarafından oluşturulursa bu durum metal çubuğun yüzeyindeki girdap akımını artırır ve sonuçta çubuk ısınır. Demir 768°C de manyetik değildir.

 

 İndüksiyon Cihazları

 

Frekans, yüzey sertleştirme derinliğini kontrol ettiği sürece, cihaz seçiminin sertleşme derinliğine göre yapılması gerekir. Sertleşme derinliği, sertleştirilmiş kısmın büyüklüğü ile arttığından, bunun sonucu olarak büyük parçalar için düşük frekansta ve düşük voltaj yoğunluğunda çalışan cihaz seçilir. Küçük parçalarda ise en iyi sonuçlar, yüksek frekansta ve yüksek voltaj yoğunluğunda çalışan cihazlar kullanılarak elde edilir.

 

İş Bobinleri ve Şekilleri

 

İletkenler olarak da bilinen bobinler, hem elektrik akımı, hem de çeliğin ısıl radyasyonu ile ısınırlar. Bobinler daha çok bakırdan yapılmış olup iç kısımlarından su geçirmek suretiyle sertleştirme işlemi sırasında soğutulurlar. Bobinler genellikle sarımlar arası 2–5 mm olacak şekilde sarılırlar. Bobin ile iş parçası arasında kabaca aynı mesafe tutulur. Bu mesafeyi değiştirmek suretiyle ısıtma hızına büyük ölçüde etki etmek mümkündür.

 

Sertleştirme Yöntemi

 

Bobin içerisinde ısıtılan çelik, su veya yağ ile soğutularak serleştirilir. Parçalar sertleştirme sırasında ve soğuma sırasında döndürülebilir. Bu yöntem dönel simetriye sahip parçalar için uygulanır. Böylece daha üniform sertlik derinliği elde edilir. Çünkü dönme ile bobindeki herhangi bir düzensizlik telafi edilmiş olur.

 

           
Çeşitli Faktörlerin Sertliğe ve Sertlik Derinliğine Etkisi

 

Sertleştirmede en önemli faktör, karbon miktarıdır. Karbon içeriği %0,80 e kadar arttıkça, karbonun özellikle diğer alaşım elementleri ile beraber bulunması halinde sertleşebilirlikte de artış sağlanır. Sertleştirme sıcaklığı ve tutma süresi, hem sertliği hem de sertlik derinliğini kontrol eden önemli faktörlerdir. İndüksiyon sertleştirmesinde koşullar aynı kaldığı sürece, sertleşme derinliği indüktif akımın frekansı ile kontrol edilir.

İndüksiyonla sertleştirmede uygulanan sertleştirme sıcaklıkları, alışılagelmiş sertleştirme için kullanılan sertleştirme sıcaklıklarından normal olarak 50°C daha yüksektir. Sertleştirme sıcaklığında tutma süreleri çok kısa olup birçok hallerde hiç uygulanmamaktadır. Yani istenilen sertleştirme sıcaklığına ulaşıldığında soğutma hemen başlatılmaktadır.

İndüksiyonla Sertleştirmenin Avantaj ve Dezavantajları

 

      Avantajları: 

  1. Sınırlandırılmış bölgesel sertleştirme,
  2. Kısa ısıtma süreleri,
  3. Minimum yüzey dekarbürizasyonu (karbonsuzlaşma) ve oksidasyon,
  4. Sadece hafif deformasyon
  5. Artan yorulma mukavemeti
  6. Sertleştirilmiş yüzeylerde gerekli doğrultma uygulanabilir. Bu, bir dereceye kadar sertleştirilmiş yüzeyler için de söz konusudur.
  7. Bu proses bir üretim hattıyla birleştirilebilir.
  8. Düşük proses maliyeti

 

      Dezavantajları:

  1. Yüksek kalitede cihaz kullanım gereksiniminden ötürü, yüksek kapital maliyetleri,
  2. Yöntem, indüksiyon sertleştirilmesi için uygun bir şekle sahip parçalar için sınırlıdır,
  3. Sadece belli sayıda çelik tipleri indüksiyonla sertleştirilebilir.