感应硬化系统和感应硬化方法技术方案

公开了一种用于硬化组件(2)的感应硬化系统(100)，感应硬化系统具有至少一个用于保持组件的保持单元(4)和用于加热组件的至少一个感应线圈(8)，感应线圈被配置为在组件中感应电流并且因此实现到组件中的可定义的热输入，从而由此加热组件，所述硬化系统还包括控制单元(10)，控制单元被配置为以根据达到的预定温度(T

【技术实现步骤摘要】
感应硬化系统和感应硬化方法


[0001]本专利技术涉及根据独立技术方案的前序部分的用于组件硬化的感应硬化系统以及感应硬化方法。

技术介绍

[0002]为了实现这种增加的硬度，组件必须在待硬化的区域中加热到所谓的奥氏体化开始温度(所谓的温度)以上，从该点开始发生从铁素体到奥氏体的相变。这里可以使用各种方法。其中，使用热方法(thermal method)，在所述热方法中，通过热处理改变钢的显微组织(/显微结构)，使得组件至少在部分区域中具有增加的硬度。这些硬化方法之一是所谓的感应硬化，其中载流线圈以一定距离(耦合距离)被带到组件，使得在组件中感应出导致加热组件的电流。在此，感应线圈可完全或部分地包围组件，和/或特别地用于大面积应用，感应线圈可以相对于组件移动，使得整个组件或组件的部分区域硬化。
[0003]为了实现这种增加的硬度，组件必须在待硬化的区域中加热到所谓的奥氏体化开始温度(所谓的温度)以上，从该奥氏体化开始温度开始发生从铁素体到奥氏体的相变。取决于钢成分、显微组织条件和/或加热速度，该温度可以落在700℃和1100℃之间的范围中。在加热之后，使待硬化的组件或区域尽可能快地达到低于马氏体起始温度(Ms温度)的温度，从该温度开始，所形成的奥氏体转变成马氏体。该温度可以落在500℃和100℃之间，并且还取决于钢成分、奥氏体化条件和显微组织条件。
[0004]为了在该转变处理期间形成特别均匀的硬化层，有必要在组件冷却至马氏体温度之前使组件中的温度不一致性最小化，使得发生从铁素体到奥氏体和从奥氏体到马氏体的尽可能均匀的转变。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种感应硬化系统或感应硬化方法，利用该感应硬化系统或感应硬化方法可以避免待感应硬化的组件中的温度不一致性。

技术实现思路

[0006]该目的通过根据方案1的硬化系统以及根据方案10的用于组件的感应硬化的方法来实现。
[0007]在下文中，提出了一种用于组件硬化的感应硬化系统以及感应硬化方法。这里，硬化方法可以在感应硬化系统或任何其他感应硬化系统上执行。特别地，该方法适于控制在控制感应硬化系统的控制单元中运行的处理。
[0008]所提出的感应硬化系统通常包括用于保持组件(/组成部件)(component)的至少一个保持单元和用于加热组件的至少一个感应线圈，其中所述感应线圈被设计为在组件中感应(/感生)电流并因此在组件中实现可定义的热输入，从而由此加热组件。这里，硬化系统还包括控制单元，所述控制单元被配置为以根据达到的预定温度和/或达到的预定时间的方式控制到组件中的热输入，使得第一热输入被引入到组件中直到达到预定温度和/或达到预定时间。在达到预定温度和/或预定时间之后，控制单元还被配置为将到组件中的热
输入降低至优选为第一热输入的3％至80％，使得降低的第二热输入被引入到组件中。
[0009]这里，可以选择第一热输入，使得它是最大热输入。这里应注意，最大热输入不是理论上可通过硬化系统实现的技术上最大的热输入，而是由操作者在设定硬化参数期间定义的热输入，作为针对待硬化的特定组件的最大热输入。
[0010]在此，特别地，可以在组件的表面上在待硬化的区域的区域中确定预定温度。在此，优选地，在待硬化的区域的中心并且直接在感应线圈的影响之后确定温度。
[0011]因此，使用感应线圈的组件的相应感应硬化方法包括以下步骤，所述感应线圈在组件感应电流并因此在组件中实现可定义的热输入并因此将组件加热：
[0012]‑
根据达到的预定温度和/或达到的预定时间将第一输入引入到所述组件中，使得将所述第一热输入引入到所述组件中直到达到所述预定温度和/或预定时间；以及
[0013]‑
在达到所述预定温度和/或所述预定时间之后，将输入到所述组件中的热量降低至优选为所述第一热输入的3％至80％。
[0014]根据另一优选示例性实施方式，至少一个感应线圈可由交流电源、特别地由发电机利用预定幅值的交流电来激励。此外，控制单元被配置为控制AC源，从而调整交流电的电流强度和/或电压和/或频率，使得第一热输入或第二降低的热输入被引入到所述组件中。
[0015]类似地，所述方法的优选示例性实施方式还包括以下步骤：
[0016]‑
调整激励所述感应线圈的交流电的电流强度、电压和/或频率，使得第一热输入或降低的第二热输入被引入到所述组件中。
[0017]根据另一个有利的示例性实施方式，所述硬化系统包括至少一个感应线圈保持件，利用所述至少一个感应线圈保持件，所述至少一个感应线圈可保持距所述组件的可预定的耦合距离。此外，所述控制单元被配置为控制所述感应线圈保持件，从而调整用于第一热输入或降低的第二热输入的耦合距离。
[0018]因此，所述方法的示例性实施方式包括以下步骤：
[0019]‑
调整所述感应线圈距所述组件的耦合距离(coupling distance)，特别地通过控制感应线圈保持件调整所述感应线圈距所述组件的耦合距离，从而引入第一热输入或降低的第二热输入。
[0020]这里，优选地，对于第二降低的热输入，耦合距离增加。
[0021]此外，所述感应线圈被配置为至少部分地覆盖所述组件的硬化系统是有利的，所述感应线圈和所述组件能够相对于彼此移动。出于此目的，例如，所述感应线圈可以在固定的组件上移动，或者所述感应线圈可以是固定的，并且所述组件沿着所述感应线圈移动。当然，理所当然也可以移动所述组件和所述感应线圈两者。此外，所述控制单元被配置为控制所述感应线圈和组件的相对速度。
[0022]因此，有利地，所述方法还可以包括以下步骤：使所述感应线圈相对于所述组件移动，从而设定预定的相对速度。
[0023]在此，特别有利的是，所述控制单元还被配置为控制所述感应线圈和所述组件的相对速度，使得出现所述组件与所述感应线圈之间的第一相对速度直到达到预定温度和/或预定时间，并且在达到预定温度和/或预定时间之后，出现组件与感应线圈之间的第二相对速度，其中第二相对速度大于第一相对速度。
[0024]类似地，在所要求保护的方法中，以下步骤是有利的：
[0025]‑
以第一相对速度移动所述组件和/或所述感应线圈直到达到预定温度和/或预定时间；以及
[0026]‑
在达到所述预定温度和/或所述预定时间时，将所述第一相对速度增加到第二相对速度。
[0027]根据所述硬化系统和所述方法的另一个有利示例性实施方式，这里，第一相对速度被确定为使得第一热输入被引入到所述组件中，并且第二相对速度被确定为使得第二降低的热输入被引入到所述组件中。
[0028]在固定感应线圈和旋转组件的情况下，调整所述组件的旋转速度，使得其至少满足或大于以下项：
[0029]旋转速度
min
(rpm)＝30*(1
‑
C
覆盖感应器
‑
工件
)，
[0030]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于硬化组件(2)的感应硬化系统(100)，所述感应硬化系统(100)具有用于保持所述组件(2)的至少一个保持单元(4)和用于加热所述组件(2)的至少一个感应线圈(8)，其中所述感应线圈(8)被配置为在所述组件(2)中感应电流并因此实现到所述组件(2)中的可定义的热输入，从而由此加热所述组件，其特征在于，所述硬化系统(100)还包括控制单元(10)，所述控制单元(10)被配置为以根据达到的预定温度T
x
和/或达到的预定时间t
x
的方式控制到所述组件(2)中的热输入，使得第一热输入被引入到所述组件中直到达到所述预定温度和/或预定时间，并且在达到所述预定温度T
x
和/或预定时间t
x
之后，到所述组件(2)中的热输入优选地降低至所述第一热输入的3％至80％，使得降低的第二热输入被引入到所述组件(2)中。2.根据权利要求1所述的感应硬化系统(100)，其特征在于，所述至少一个感应线圈(8)能够由交流电源来激励，特别是所述至少一个感应线圈(8)能够由发电机(16)利用预定幅值的交电流来激励，所述控制单元(10)被配置为控制所述交流电源从而调整所述交流电的电流强度和/或电压和/或频率，使得第一热输入和降低的第二热输入被引入到所述组件中。3.根据权利要求1或2所述的感应硬化系统(100)，其特征在于，所述至少一个感应线圈(8)能够由感应线圈保持件(12)保持相对于所述组件(2)的可预定的耦合距离(d)，所述控制单元(10)被配置为控制所述感应线圈保持件(12)，以针对第一热输入和第二降低的热输入调整所述耦合距离(d)。4.根据前述权利要求中任一项所述的感应硬化系统(100)，其特征在于，所述感应线圈(8)还被配置为至少部分地覆盖所述组件(2)，所述感应线圈(8)和所述组件(2)能够相对于彼此移动，其中所述控制单元(10)还被配置为控制所述感应线圈(8)和所述组件(2)的相对速度。5.根据权利要求4所述的感应硬化系统(100)，其特征在于，所述控制单元(10)还被配置为控制所述感应线圈(8)和所述组件(2)的相对速度，使得在组件(2)与感应线圈(8)之间存在第一相对速度直到达到预定温...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：