Călirea de înaltă frecvență este un proces de călire a suprafeței care utilizează inducția electromagnetică pentru a încălzi rapid suprafața angrenajului la temperatura sa critică (de obicei 800–950°C), urmată de călirea imediată în apă sau ulei. Aceasta are ca rezultat un strat călit martensitic care îmbunătățește semnificativ duritatea suprafeței și rezistența la uzură, fără a compromite tenacitatea miezului angrenajului. Deoarece industriile solicită performanțe mai mari în aplicații compacte cu cuplu ridicat, angrenajele călite de înaltă frecvență au devenit indispensabile în industria auto, minieră, energetică și echipamentele de precizie.

Beneficii de performanță de bază

1. Duritate ultra-ridicată a suprafeței și rezistență la uzură
Prin încălzirea rapidă a suprafeței dinților angrenajului și călirea acesteia, se formează un strat martensitic întărit cu o duritate de 55–62 HRC (observat frecvent în oțelul 40Cr sau 42CrMo).

• Rezistența la uzură se îmbunătățește cu peste 50%

• Uzura superficială este de doar 30–50% în comparație cu angrenajele convenționale netratate

• Ideal pentru medii cu frecare ridicată, cum ar fi cutiile de viteze grele și utilajele miniere

2. Rezistență ridicată la oboseală
Procesul de călire induce o tensiune reziduală de compresiune în stratul întărit, ceea ce suprimă inițierea și creșterea fisurilor superficiale.

• Limita de oboseală crește cu 20–30%

• De exemplu, angrenajele arborelui principal al turbinelor eoliene fabricate din 42CrMo pot atinge o durată de viață de 20 de ani.

3. Rezistența miezului este menținută
Doar stratul exterior este întărit (de obicei 0,2–5 mm), în timp ce miezul rămâne ductil și rezistent la impact.

• Această proprietate dublă asigură atât durabilitatea suprafeței, cât și rezistența la fractură sub sarcini de șoc.

• Utilizat pe scară largă în angrenajele axelor auto și în componentele încărcate cu impact

Avantajele controlului procesului

1. Întărire localizată precisă
Procesul poate viza dinți individuali sau regiuni specifice de pe suprafața angrenajului, fiind potrivit pentru profile complexe, cum ar fi angrenajele planetare și formele nestandardizate.

• Adâncimea de călire este reglabilă prin frecvență, putere și timp

• Permite un tratament specific aplicației cu deformare minimă

2. Eficiență ridicată și economii de energie
Întregul proces durează doar câteva secunde până la zeci de secunde, reducând consumul de energie cu 30% față de metodele tradiționale.

• Compatibil cu liniile de producție automatizate care utilizează manipulare robotizată

• Potrivit pentru producția la scară largă

3. Deformare redusă
Încălzirea localizată și rapidă minimizează distorsiunea termică.

• Abaterea de rotunjime poate fi controlată în limita a ≤0,01 mm pentru angrenaje de precizie (de exemplu, angrenaje cu ax CNC)

• În timp ce călirea cu laser oferă o deformare și mai mică, călirea de înaltă frecvență este mai rentabilă și oferă o flexibilitate mai mare în adâncime.

Eficiența materialelor și a costurilor

1. Compatibilitate largă a materialelor
Aplicabil oțelurilor cu conținut mediu și ridicat de carbon și oțelurilor aliate cu conținut de carbon ≥0,35%, cum ar fi S45C, 40Cr și 42CrMo.

• Suportă o gamă largă de aplicații industriale pentru angrenaje

2. Raport cost-performanță superior
Călirea de înaltă frecvență permite utilizarea unor materiale mai economice (de exemplu, înlocuirea 40CrNiMoA), reducând costurile materialelor cu 20-30%.

• Este necesară mai puțină prelucrare post-tratare

• Ciclurile de producție mai scurte îmbunătățesc eficiența generală a producției

Aplicații tipice

Angrenajele călite de înaltă frecvență sunt utilizate pe scară largă în multiple industrii datorită durității excelente a suprafeței, rezistenței la uzură și rezistenței la oboseală. Însectorul auto, acestea sunt utilizate în angrenajele de transmisie fabricate din oțel 40Cr, capabile să reziste până la 150.000 de kilometri, precum și în arborii cotiți ai motoarelor de înaltă performanță. Pentruutilaje greleAceste angrenaje sunt utilizate în puțurile concasoarelor miniere unde duritatea suprafeței atinge HRC 52, iar rezistența la oboseală la încovoiere depășește 450 MPa.

In echipamente de precizie, cum ar fi mașinile-unelte CNC, angrenajele cu ax fabricate din 42CrMo pot funcționa peste 5.000 de ore fără deformare. De asemenea, sunt componente cheie în arborii principali ai turbinelor eoliene, unde fiabilitatea și longevitatea sunt cruciale. În domeniiletransportul feroviar și roboticaCălirea de înaltă frecvență este utilizată pentru a îmbunătăți sistemele de cutii de viteze din trenurile de mare viteză și roboți, precum și pentru a consolida sistemele cu șuruburi planetare

Perspective viitoare

Datorită combinației dintre suprafața călită și miezul dur, angrenajele călite de înaltă frecvență sunt de neînlocuit în aplicații cu sarcini mari, viteze mari și precizie ridicată. Datorită flexibilității procesului, distorsiunii minime și eficienței costurilor, acestea rămân o soluție preferată în sectoarele auto, echipamentelor energetice și mașinilor de precizie.

Dezvoltările viitoare se vor concentra pe:

• Integrarea controalelor digitale pentru optimizarea suplimentară a preciziei procesului

• Promovarea unor metode scurte și ecologice pentru reducerea consumului de energie și a emisiilor