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White paper — história de sucesso

Indutor de anel para um anel dentado

Tivemos muitas ideias sobre como endurecer a área do dente na nova zona de endurecimento em um anel dentado (veja a Figura 1). No entanto, queríamos experimentar opções diferentes sem muito esforço e atender aos requisitos da zona de endurecimento já na primeira tentativa, com o primeiro indutor construído.
Na primeira etapa, criamos três projetos de indutores diferentes e fizemos as simulações com o software CENOS.

Figura 2: Três formas diferentes de indutor; à esquerda: chanfrada, do meio: com um degrau, à direita: paralela

As considerações de simetria nos permitiram escolher um ângulo de corte, como mostrado na Figura 2.

Com isso, conseguimos verificar a zona de endurecimento da área do dente em pouco tempo e sem precisar fazer experiências.

Figura 3: O plano preto mostra a zona de transição entre a zona totalmente endurecida nos dentes (acima) e a microestrutura de base (abaixo)

A Figura 3 mostra três zonas de endurecimento diferentes. Apenas um indutor atinge a zona de endurecimento contínua necessária, tanto na coroa do dente quanto na área da raiz do dente.

Figura 4: Comparação da zona de endurecimento no dente (à esquerda) e na raiz do dente (à direita) com a simulação. As imagens à esquerda mostram a zona de endurecimento, ou seja, a área que foi aquecida acima da temperatura AC3

A zona de endurecimento na simulação coincidiu com o modelo 3D simulado, veja a Figura 4.

Indutor de anel com pré-aquecimento

Figura 5: Anel dentado com dentes internos

Figura 6: Direção de avanço do indutor, a parte verde representa o núcleo magnético

A zona de endurecimento de um anel dentado com dentes internos também incluiu a raiz do dente. O processo de endurecimento foi uma aplicação de avanço com rotação. Por causa da simetria radial, apenas um ângulo de corte foi simulado, conforme mostrado na Figura 6.

As simulações iniciais mostraram que, com uma única passagem de aquecimento, apenas a coroa do dente é endurecida, mas não a raiz do dente.
A solução encontrada durante a simulação e posteriormente aplicada no processo de endurecimento foi fazer um pré-aquecimento seguido de um endurecimento.

Sem grande esforço, a SMS Elotherm consegue desenvolver indutores para novas zonas de endurecimento e implementar as abordagens de tratamento térmico mais avançadas. Isso reduz os esforços investidos nos testes laboratoriais subsequentes ou até mesmo possibilita que os testes sejam completamente dispensados.

Figura 7: Zona de endurecimento após pré-aquecimento (à esquerda) e após endurecimento (à direita)

Figura 8: Zona de endurecimento após pré-aquecimento (à esquerda) e após endurecimento (à direita) em 3D