Високочастотне гартування – це процес поверхневого гартування, який використовує електромагнітну індукцію для швидкого нагрівання поверхні шестерні до критичної температури (зазвичай 800–950°C) з подальшим негайним гартуванням у воді або олії. В результаті утворюється мартенситний загартований шар, який значно підвищує твердість поверхні та зносостійкість без шкоди для міцності серцевини шестерні. Оскільки промисловість вимагає вищої продуктивності в компактних пристроях з високим крутним моментом, високочастотне гартування шестерень стало незамінним в автомобільній, гірничодобувній, енергетичній та прецизійній техніці.

Основні переваги продуктивності

1. Надвисока твердість поверхні та зносостійкість
Шляхом швидкого нагрівання поверхні зуба шестерні та її гартування утворюється загартований мартенситний шар з твердістю HRC 55–62 (зазвичай зустрічається в сталі 40Cr або 42CrMo).

• Зносостійкість покращується більш ніж на 50%

• Знос поверхні становить лише 30–50% порівняно зі звичайними необробленими шестернями

• Ідеально підходить для середовищ з високим тертям, таких як важкі коробки передач та гірничодобувне обладнання

2. Висока міцність на втому
Процес гартування викликає залишкові стискаючі напруження в загартованому шарі, що пригнічує зародження та ріст поверхневих тріщин.

• Межа втоми збільшується на 20–30%

• Наприклад, шестерні головного вала вітрових турбін, виготовлені з 42CrMo, можуть мати термін служби 20 років.

3. Збережена міцність ядра
Тільки зовнішній шар загартовується (зазвичай 0,2–5 мм), тоді як серцевина залишається пластичною та ударостійкою.

• Ця подвійна властивість забезпечує як міцність поверхні, так і стійкість до руйнування під ударними навантаженнями

• Широко використовується в автомобільних осях та компонентах, що піддаються ударним навантаженням

Переваги управління процесами

1. Точне локалізоване гартування
Процес може бути спрямований на окремі зуби або певні ділянки на поверхні шестерні, що робить його придатним для складних профілів, таких як планетарні шестерні та нестандартні форми.

• Глибина загартування регулюється частотою, потужністю та часом

• Забезпечує обробку, що відповідає конкретним вимогам застосування, з мінімальною деформацією

2. Висока ефективність та енергозбереження
Весь процес займає лише від кількох секунд до десятків секунд, що зменшує споживання енергії на 30% порівняно з традиційними методами.

• Сумісний з автоматизованими виробничими лініями, що використовують роботизоване керування

• Добре підходить для великомасштабного виробництва

3. Низька деформація
Локалізований та швидкий нагрів мінімізує теплову деформацію.

• Відхилення круглості можна контролювати в межах ≤0,01 мм для прецизійних зубчастих передач (наприклад, зубчастих передач шпинделя з ЧПК)

• Хоча лазерне гартування забезпечує ще меншу деформацію, високочастотне гартування є більш економічно ефективним і пропонує більшу гнучкість глибини.

Ефективність матеріалів та витрат

1. Широка сумісність матеріалів
Застосовується для середньо- та високовуглецевих сталей, а також легованих сталей із вмістом вуглецю ≥0,35%, таких як S45C, 40Cr та 42CrMo.

• Підтримує широкий спектр застосувань промислового обладнання

2. Чудове співвідношення вартості та якості
Високочастотне гартування дозволяє використовувати більш економічні матеріали (наприклад, замінити 40CrNiMoA), знижуючи витрати на матеріали на 20–30%.

• Менше потреби в механічній обробці після обробки

• Коротші виробничі цикли підвищують загальну ефективність виробництва

Типові застосування

Високочастотні загартовані шестерні широко використовуються в багатьох галузях промисловості завдяки їхній чудовій твердості поверхні, зносостійкості та міцності на втому.автомобільний сектор, вони використовуються в трансмісійних шестернях, виготовлених зі сталі 40Cr, здатних служити до 150 000 кілометрів, а також у високопродуктивних колінчастих валах двигунів. Дляважка техніка, ці шестерні застосовуються у валах гірничодобувних дробарок, де твердість поверхні досягає HRC 52, а міцність на вигин перевищує 450 МПа.

In прецизійне обладнання, таких як верстати з ЧПК, шпиндельні шестерні, виготовлені з 42CrMo, можуть працювати понад 5000 годин без деформації. Вони також є ключовими компонентами головних валів вітрових турбін, де надійність та довговічність мають вирішальне значення. У таких сферах...залізничний транспорт та робототехнікаВисокочастотне гартування використовується для покращення систем коробок передач у високошвидкісних поїздах і роботах, а також для зміцнення планетарних роликово-гвинтових систем.

Перспективи на майбутнє

Завдяки поєднанню загартованої поверхні та міцного осердя, високочастотні загартовані шестерні незамінні у високонавантажених, високошвидкісних та високоточних застосуваннях. Завдяки гнучкості процесу, мінімальній деформації та економічній ефективності, вони залишаються кращим рішенням в автомобільній галузі, енергетичному обладнанні та прецизійному машинобудуванні.

Майбутні розробки будуть зосереджені на:

• Інтеграція цифрових систем керування для подальшої оптимізації точності процесу

• Впровадження коротких процесів, екологічно чистих методів для зменшення споживання енергії та викидів