Porovnanie laserového a indukčného kalenia

 

Indukčné kalenie sa vo veľkej miere používa pri kalení hriadeľov a ozubených kolies.

Preto je jednoduchšie tieto súčiastky kaliť pomocou indukcie, lebo netreba vynaložiť veľa násilia na prípravu induktora (okrúhli tvar, ktorého priemer je rovnaký ako danej súčiastky). Pri zložitejších tvaroch, je nutné induktor tak nahnúť aby kopíroval tvar danej súčiastky. Nevýhoda je, že následne tento induktor je možné používať už len k tejto súčiastke.

Cez elektródu tečie prúd, ktorý pomocou elektromagnetického poľ naindukuje indukčný prúd na povrchu súčiastky na základe čoho sa povrch zohreje (rozžeraví). Jednotlivé odtiene farieb značia teplotu povrchu (600 °C – oranžová, 800-850 °C – červená a 1000 °C – biela). Následne sa súčiastka ponorí do vody alebo oleja a pri prudkom ochladený sa povrch zakalí.

Po kalení je potrebné súčiastku opakovane zohriať, ale v tomto prípade už len na nižšiu hodnotu. S týmto krokom sa minimalizujú nežiadajúce pnutia v materiálu, aby nebola súčiastka krehká. Tým pádom sa ale jeho tvrdosť zníži o niekoľko HRC. Tento technologický postup sa nazýva temperovanie alebo popúšťanie.

 

Výhody a nevýhody:

Výhody indukcie:

  • pri väčších sériách ak je elektróda vopred pripravená je rýchlejšia, jednoduchšia a lacnejšia ako ostatné technológie

  • zároveň hĺbka zakalenej vrstvy sa pohybuje okolo 2-4 mm

 

Nevýhody indukcie:

  • pri jednotlivých tipov súčiastok je nutné stále vyrobiť nový induktor

  • dosiahnuteľná tvrdosť sa pohybuje okolo 46 HRC, neposlednej rade kvôli temperovaniu

  • dosiahnuteľná tvrdosť sa pohybuje okolo 46 HRC, neposlednej rade kvôli temperovaniu.

  • vychádzajúc zo štruktúry materiálu pri súčiastkach s rovnakou tvrdosťou je možné dosiahnuť         o 20-30 % vyššiu hodnotu odolnosti proti opotrebovaniu s technológiou laserové kalenie

  • pri väčších rozmeroch rapídne narastá nárok na výkon (celý povrch danej súčiastky je nutné naraz zohriať) a tým pádom samozrejme aj cena

 

Výhody laserového kalenia:

  • nezáleží na zložitosti tvaru súčiastky a nesú potrebné žiadna pomocné prípravky

  • dosiahnuteľná tvrdosť je značne vyššia, až 60 HRC a vyššie, preto že nie je nutné popúšťanie

  • značne vyššia odolnosť povrchu proti opotrebovaniu, čo vyplýva jednak z vyššej tvrdosti a z jemnejšej kryštalickej štruktúry povrchu. V niektorých situáciách táto vlastnosť zapríčiní aj cenový pokles danej technológie aj pri vyšších sériách, nakoľko výkon nezáleží na rozmere súčiastky

  • možnosť aplikácie na hotových súčiastkach bez následného opracovania

 

Nevýhody laserového kalenia:

  • pri vyšších sériách a zároveň maličkých rozmerov táto technológia stráca výnosnosť, hlavne čo sa týka ceny

  • dosiahnutá hrúbka zakalenej vrstvy je menšia v porovnaní s indukciou

  

Kedy sa viac oplatí zvoliť laserové kalenie pri kalení ozubených kolies?

 

  • hlavne ak na výrobu ozubeného kolesa bol požitý zušľachtený materiál

  • ale aj pri kolies z mäkších nezušľachtených materiálov, kde sú nižšie nároky na namáhanie (dosiahne sa vyššia odolnosť proti opotrebovaniu)

  • pri menších sériách, ak nie je vopred pripravený induktor alebo ak je nutné okamžité kalenie je laser rýchlejší a jednoduchší

 

Kedy sa viac oplatí zvoliť indukčné kalenie pri kalení ozubených kolies?

  • ak ide o sériovú výrobu

  • ak je podmienkou dosiahnutá hrúbka zakalenej vrstvy