Equipo de tratamiento térmico de inducción

Tipos de equipos de tratamiento térmico por inducción

Los equipos de tratamiento térmico por inducción utilizan el calentamiento por inducción para aplicaciones de endurecimiento superficial o templado. Si bien algunas piezas de equipo están especializadas para tratar tipos específicos de metal, también existen hornos y sistemas diseñados para tratar todo tipo de piezas metálicas.

• Máquinas de endurecimiento por inducción

  Los equipos de endurecimiento por inducción se utilizan específicamente para endurecer las superficies metálicas. El metal se coloca en una bobina inductora, que calienta el metal al crear corrientes alternas de alta frecuencia. Si bien se pueden utilizar diferentes máquinas para endurecer el metal, algunos diseños del endurecedor en sí también contendrán sistemas de pulverización de refrigerante. Después de que la pieza de metal se calienta, la máquina de endurecimiento la rocía con un refrigerante (como agua, aceite o temple de polímero) para endurecerla y enfriarla rápidamente. Por ejemplo, los modelos de máquinas de endurecimiento como la máquina de temple por inducción H1130A se pueden equipar con sistemas de entrega de temple de niebla o espuma según las necesidades del cliente.

• Máquinas de templado por inducción

  Una máquina de templado por inducción calienta los metales que se han endurecido mediante el endurecimiento por inducción. Al calentar el metal, permite que se vuelva menos quebradizo y reduce el riesgo de rotura. Las máquinas de templado funcionan de forma similar a los dispositivos de endurecimiento; también pueden calentar el metal a través de bobinas de inducción y diferentes tipos de máquinas también pueden incluir un sistema de enfriamiento.

• Hornos de calentamiento por inducción

  Un horno es un tipo más grande de dispositivo de calentamiento por inducción que se utiliza para fundir metal. Los dispositivos de calentamiento por inducción que se utilizan para el endurecimiento normalmente utilizan una frecuencia de 5-30kHz, pero el horno de calentamiento por inducción normalmente utiliza un sistema de calentamiento por inducción de alta potencia de frecuencia de 50Hz-60Hz. El horno puede utilizar bobinas de inducción para calentar el metal o puede integrarse con sistemas de calentamiento por inducción. Los hornos de calentamiento por inducción pueden fundir todo tipo de metales; por ejemplo, los hornos de calentamiento por inducción de frecuencia media pueden fundir materiales no ferrosos de alta aleación y cobre, latón y bronce. Algunos hornos de endurecimiento por inducción también vienen con características que permiten el endurecimiento por inducción, la fusión y la forja en un solo dispositivo. Para tipos específicos de metales, los hornos pueden integrarse con tipos específicos de bobinas que son más eficientes de usar.

• Sistemas de calentamiento por inducción

  Un sistema de calentamiento por inducción normalmente combina una fuente de alimentación con un dispositivo de tratamiento, como una bobina que está integrada con un gabinete de fuente de alimentación por inducción. Los sistemas de calentamiento por inducción de frecuencia proporcionan una tensión directa entre 1,5 y 3 kV y inductores trifásicos, que son más grandes en tamaño y potencia. El tipo exacto de sistema de calentamiento por inducción variará según la industria y las especificaciones de las piezas metálicas que se deben tratar. Por ejemplo, las bobinas inductoras más pequeñas, como la bobina de tratamiento térmico por inducción, serían ideales para el tratamiento térmico de engranajes, ejes y estrías.

Especificaciones y mantenimiento de equipos de tratamiento térmico por inducción

Las especificaciones de los dispositivos de tratamiento térmico por inducción pueden diferir según los modelos y variedades. Aquí hay algunas características comunes para referencia.

• Fuente de alimentación

  La fuente de alimentación del equipo de tratamiento térmico suele ser la energía de la red de 50/60Hz, que se puede convertir a CC a través de una unidad transformador-rectificador. Luego, la potencia de CC se aplica a una bobina de inducción para generar calor. En otros casos, la potencia de entrada se puede suministrar directamente a las bobinas de inducción sin conversión, como en el tratamiento térmico por inducción de alta frecuencia.

• Frecuencia

  Es la frecuencia de los campos electromagnéticos producidos por la fuente de alimentación por inducción, que generalmente varía de 1 kHz a 1 MHz. Una frecuencia más alta generará calor en profundidades más superficiales y viceversa.

• Diámetro de la pieza de trabajo

  Esta especificación es el rango de diámetro tratable de las piezas de trabajo. Suele variar según los diferentes modelos de equipos, por ejemplo, desde varios milímetros hasta más de cien milímetros.

• Bobina de inducción

  Las bobinas de inducción pueden tener varias especificaciones en tamaño, forma y material. Están hechos de cobre u otros metales conductores. Generalmente se utiliza una bobina, pero se pueden emplear dos o más para piezas de trabajo con más complejidad. La uniformidad del calor es uno de los factores importantes para determinar la calidad del tratamiento térmico.

• Sistema de enfriamiento

  Es un sistema que se utiliza para disipar el calor generado durante el funcionamiento del equipo y mantener el equipo funcionando a una temperatura adecuada. Es crucial para mantener el rendimiento y la longevidad del equipo. El sistema puede adoptar agua refrigerada, un sistema de refrigeración por aire o un sistema de nitrógeno líquido, y a veces se utiliza más de un sistema.

• Sistema de control

  Es un sistema para monitorear y controlar los parámetros y procesos del tratamiento térmico. El sistema de control dependerá del equipo y la aplicación específicos.

Mantenimiento

El mantenimiento adecuado de los equipos de tratamiento térmico por inducción ayuda a maximizar el rendimiento y prolongar la vida útil, pero también reduce el riesgo de accidentes y peligros para la seguridad. Aquí tienes algunos consejos generales para el mantenimiento y cuidado del equipo, pero ten en cuenta que los usuarios deben leer los manuales y seguir las instrucciones específicas proporcionadas por los fabricantes.

• Inspección periódica: La verificación periódica y la inspección de rutina son necesarias para descubrir e identificar los problemas y los riesgos potenciales a tiempo. Los operadores deben inspeccionar cuidadosamente los componentes, las piezas y los sistemas de todo el equipo, incluidas, entre otras, las bobinas de inducción, las unidades de suministro de energía, los sistemas de control, los sistemas de enfriamiento, etc. Encontrar y tratar a tiempo los problemas, como el desgaste, los daños, las conexiones sueltas, el ruido anormal, el sobrecalentamiento, etc., puede garantizar que el equipo funcione bien y mantenga su alto rendimiento.
• Limpieza y desempolvado: La limpieza es una parte esencial del mantenimiento del equipo, que ayuda a eliminar la suciedad, el polvo, la grasa y otros contaminantes y mantiene la superficie del equipo de tratamiento térmico por inducción limpia y sanitaria. Este proceso puede ayudar a evitar problemas como el sobrecalentamiento, la mala disipación del calor y la reducción de la vida útil causados por la acumulación de suciedad, mejorando así el uso del equipo y prolongando su vida útil.
• Reemplazo de bobinas de inducción: Si el equipo está equipado con bobinas, la práctica es reemplazarlas a intervalos regulares. Como una de las partes esenciales del equipo de tratamiento térmico por inducción, las bobinas de inducción se desgastan y dañan fácilmente después de un uso prolongado, por lo que su reemplazo puede garantizar un calentamiento uniforme y un tratamiento térmico de alta calidad.
• Lubricación: Para mantener las piezas móviles del equipo de tratamiento térmico flexibles y fluidas, el procedimiento de mantenimiento puede incluir lubricar sus rodamientos, engranajes y otros componentes de tracción. Este proceso puede reducir la fricción mecánica y la resistencia, disminuyendo así la abrasión y extendiendo la vida útil del equipo.
• Mantenimiento del sistema de enfriamiento: La función del sistema de enfriamiento es disipar el calor generado por el equipo durante el funcionamiento, por lo que el rendimiento y la condición del sistema son esenciales y cruciales para el equipo. Se requiere un mantenimiento periódico de todo el sistema de enfriamiento, incluida la inspección del enfriador, el refrigerante y las tuberías y accesorios relevantes, para garantizar que funcione correctamente y proporcione un enfriamiento y una disipación del calor efectivos para el equipo.

Aplicaciones de equipos de tratamiento térmico por inducción

Un proceso de tratamiento térmico que utiliza equipos de endurecimiento por inducción puede proporcionar varios beneficios, lo que lo convierte en una opción popular para muchas industrias. La mayor dureza superficial y la resistencia al desgaste mejorada de un tratamiento térmico por inducción pueden prolongar la vida útil de los componentes y reducir los costes de mantenimiento. Los rápidos ciclos de calentamiento y enfriamiento de los equipos de endurecimiento por inducción también pueden aumentar la eficiencia de la producción al permitir un mayor rendimiento.

Muchas industrias utilizan equipos de endurecimiento por inducción debido a su uso flexible de varios materiales ferromagnéticos y formas, y sus numerosos beneficios del tratamiento térmico. Aquí hay algunos ejemplos de áreas que utilizan equipos de endurecimiento por inducción de tratamiento térmico.

Los equipos de tratamiento térmico por inducción se utilizan ampliamente en las siguientes industrias:

• Fabricación industrial: los fabricantes de engranajes, ejes, árboles de transmisión, rodamientos, herramientas y troqueles utilizan equipos de endurecimiento por inducción para aumentar la dureza superficial y la resistencia al desgaste de sus productos.
• Automoción: la industria automotriz utiliza tratadores térmicos por inducción para endurecer varios componentes, incluidas las piezas del motor, los ejes de transmisión, los cubos de las ruedas y los componentes de la suspensión, para mejorar su resistencia al desgaste y prolongar su vida útil.
• Aeroespacial: los fabricantes aeroespaciales utilizan equipos de endurecimiento por inducción para mejorar la tenacidad y la resistencia a la fatiga de los componentes aeronáuticos, como el tren de aterrizaje, los ejes de las turbinas y otras piezas críticas.
• Defensa: la industria militar utiliza equipos de endurecimiento por inducción para fabricar armaduras, sistemas de armas y otros equipos de grado militar que requieren alta dureza superficial y resistencia al desgaste.
• Fabricación de herramientas y troqueles: los fabricantes de herramientas y troqueles valoran mucho el endurecimiento por inducción debido a su precisión y control. El proceso se utiliza para endurecer las herramientas de corte, los moldes, los troqueles y otras herramientas especializadas que deben soportar altos niveles de uso y mantener su precisión.
• Marítimo: la industria marítima utiliza el endurecimiento por inducción para fabricar ejes de hélices de barcos, ejes, rodamientos y otros equipos marinos que deben resistir la corrosión, el desgaste y la fatiga de los entornos marinos hostiles.
• Deportes y fitness: la industria de los deportes y el fitness utiliza el endurecimiento por inducción en equipos deportivos como bicicletas, palos de golf y otros artículos deportivos de alta gama que requieren materiales ligeros y duraderos.

Cómo elegir equipos de tratamiento térmico por inducción

Las siguientes sugerencias pueden ser útiles al seleccionar equipos de inducción de tratamiento térmico.

• Tamaño del equipo de calentamiento por inducción

  Es vital establecer el tamaño y el peso de las piezas que los clientes quieren calentar. Los equipos de calentamiento por inducción son escalables; sin embargo, un horno pequeño ofrecerá una mejor eficiencia y ahorro de energía al calentar piezas pequeñas. Lo mismo se aplica a la inversa para piezas más grandes que un horno pequeño no puede calentar eficazmente.

• Requisitos de potencia de calentamiento por inducción

  Tenga en cuenta los requisitos de potencia para el calentamiento, en kilovatios. La potencia de salida de una bobina depende de la frecuencia y su tamaño. Una mayor potencia de calentamiento trata las piezas más rápido sin sobrecalentarlas, por lo que los clientes deben pensar en la potencia máxima y promedio necesaria para las piezas. Las piezas más grandes y densas requieren más potencia.

• Tipos de piezas

  La geometría, el tamaño y la composición material de las piezas que necesitan tratamiento térmico son factores importantes. Ciertas bobinas funcionan mejor en formas específicas. Por ejemplo, las piezas de forma tubular requieren una bobina tubular, mientras que las piezas de forma plana necesitan una bobina plana. Las bobinas de inducción a menudo se diseñan a medida para tratar las piezas de manera eficiente.

• Sistema de enfriamiento

  Un sistema de enfriamiento eficiente para la bobina de inducción, el generador y la pieza de trabajo es importante. No todos los sistemas pueden soportar los continuos ciclos de calentamiento y enfriamiento durante el funcionamiento. Un método de enfriamiento común utiliza un enfriador para hacer circular agua a través de diferentes longitudes de camisas de enfriamiento instaladas en la bobina.

• Capacidad de automatización

  La automatización a través de controladores lógicos programables (PLC) es posible. El calentamiento por inducción puede tener características de control automatizado, como la parte presentada, la temperatura establecida, las tasas de rampa ascendente y descendente, el tiempo de espera, el temple y el enfriamiento. El operador tendrá que prestar más atención a la repetibilidad del proceso.

Preguntas y respuestas sobre equipos de tratamiento térmico por inducción

P1: ¿Cuál es el efecto del tratamiento térmico por inducción en la dureza del acero?

A1: El tratamiento térmico por inducción puede mejorar la dureza superficial del acero. Calienta rápidamente la superficie de la aleación de acero, que luego se enfría repentinamente para formar una capa exterior muy dura. La parte interna del acero, conocida como núcleo, puede permanecer más blanda para darle flexibilidad.

P2: ¿Cuáles son los beneficios del endurecimiento por inducción?

A2: El endurecimiento por inducción mejora la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga, la resistencia al impacto y la dureza. Todos estos beneficios amplían la vida útil del equipo. Además, las piezas tratadas con endurecimiento por inducción tienen perfiles rugosos similares a las superficies granalladas e incluso se pueden pulir hasta obtener un alto brillo.

P3: ¿Qué metales se pueden tratar con endurecimiento por inducción?

A3: El endurecimiento por inducción funciona mediante el calentamiento por inducción de la capa superficial de metales ferrosos, por lo que solo es adecuado para metales endurecibles por inducción como el acero aleado, el acero al carbono y el acero para herramientas. Además, se puede llevar a cabo en una amplia gama de metales no ferrosos, incluidos el cobre, el latón, el acero inoxidable, el aluminio y el titanio.

P4: ¿Cuáles son las limitaciones del endurecimiento por inducción?

A4: El endurecimiento por inducción puede no ser adecuado para el endurecimiento profundo y puede ser costoso en comparación con los métodos de endurecimiento por llama. Los costes y la idoneidad serán factores que los vendedores de máquinas de endurecimiento por inducción deben discutir con los compradores.