Høyfrekvent bråkjøling er en overflateherdingsprosess som bruker elektromagnetisk induksjon til å varme opp giroverflaten raskt til den kritiske temperaturen (vanligvis 800–950 °C), etterfulgt av umiddelbar bråkjøling i vann eller olje. Dette resulterer i et martensittisk herdet lag som forbedrer overflatehardheten og slitestyrken betydelig uten at det går på bekostning av girets kjerneseighet. Etter hvert som industrien krever høyere ytelse i kompakte applikasjoner med høyt dreiemoment, har høyfrekvent bråkjølte gir blitt uunnværlige innen bilindustrien, gruvedrift, energi og presisjonsutstyr.

Kjernefordeler

1. Ultrahøy overflatehardhet og slitestyrke
Ved raskt å varme opp tannoverflaten og bråkjøle den, dannes et herdet martensittisk lag med en hardhet på HRC 55–62 (vanligvis sett i 40Cr- eller 42CrMo-stål).

• Slitasjemotstanden forbedres med over 50 %

• Overflateslitasjen er bare 30–50 % sammenlignet med konvensjonelle ubehandlede gir

• Ideell for miljøer med høy friksjon, som for eksempel kraftige girkasser og gruvemaskiner

2. Høy utmattelsesstyrke
Bråkjølingsprosessen induserer trykkrestspenning i det herdede laget, noe som undertrykker initiering og vekst av overflatesprekker.

• Tretthetsgrensen øker med 20–30 %

• For eksempel kan hovedakselgir på vindturbiner laget av 42CrMo oppnå en levetid på 20 år.

3. Kjernestyrke beholdt
Bare det ytre laget er herdet (vanligvis 0,2–5 mm), mens kjernen forblir duktil og slagfast.

• Denne doble egenskapen sikrer både overflatebestandighet og motstand mot brudd under støtbelastninger

• Mye brukt i bilakselgir og støtbelastede komponenter

Fordeler med prosesskontroll

1. Presis lokalisert herding
Prosessen kan målrettes mot individuelle tenner eller spesifikke områder på giroverflaten, noe som gjør den egnet for komplekse profiler som planetgir og ikke-standardformer.

• Den herdede dybden er justerbar via frekvens, effekt og tid

• Muliggjør applikasjonsspesifikk behandling med minimal deformasjon

2. Høy effektivitet og energibesparelser
Hele prosessen tar bare noen få sekunder til titalls sekunder, noe som reduserer energiforbruket med 30 % sammenlignet med tradisjonelle metoder.

• Kompatibel med automatiserte produksjonslinjer som bruker robothåndtering

• Godt egnet for storskala produksjon

3. Lav deformasjon
Den lokaliserte og raske oppvarmingen minimerer termisk forvrengning.

• Rundhetsavviket kan kontrolleres innenfor ≤0,01 mm for presisjonsgir (f.eks. CNC-spindelgir)

• Mens laserslukking gir enda mindre deformasjon, er høyfrekvent slukking mer kostnadseffektiv og gir større dybdefleksibilitet

Material- og kostnadseffektivitet

1. Bred materialkompatibilitet
Gjelder for stål med middels og høyt karboninnhold og legeringsstål med karboninnhold ≥0,35 %, som S45C, 40Cr og 42CrMo.

• Støtter et bredt spekter av industrielle girapplikasjoner

2. Overlegen kostnads-ytelsesforhold
Høyfrekvent bråkjøling tillater bruk av mer økonomiske materialer (f.eks. erstatning av 40CrNiMoA), noe som reduserer materialkostnadene med 20–30 %.

• Mindre etterbehandlingsmaskinering er nødvendig

• Kortere produksjonssykluser forbedrer den generelle produksjonseffektiviteten

Typiske bruksområder

Høyfrekvent bråkjølte gir er mye brukt i en rekke bransjer på grunn av deres utmerkede overflatehardhet, slitestyrke og utmattingsstyrke. Ibilsektoren, de brukes i girkasser laget av 40Cr-stål, som kan vare opptil 150 000 kilometer, samt i veivaksler i høytytende motorer. Fortunge maskinerDisse girene brukes i knuseraksler for gruvedrift der overflatehardheten når HRC 52 og bøyetretthetsstyrken overstiger 450 MPa.

In presisjonsutstyr, som for eksempel CNC-maskiner, kan spindelgir laget av 42CrMo operere i over 5000 timer uten deformasjon. De er også nøkkelkomponenter i vindturbiners hovedaksler, der pålitelighet og levetid er avgjørende. Innenforjernbanetransport og robotikk, høyfrekvent bråkjøling brukes til å forbedre girkassesystemer i høyhastighetstog og roboter, samt for å styrke planetariske rulleskruesystemer

Fremtidsutsikter

Med sin kombinasjon av herdet overflate og tøff kjerne er høyfrekvent bråkjølte gir uerstattelige i applikasjoner med høy belastning, høy hastighet og høy presisjon. Takket være prosessfleksibilitet, minimal forvrengning og kostnadseffektivitet er det fortsatt en foretrukket løsning innen bilindustrien, energiutstyr og presisjonsmaskiner.

Fremtidig utvikling vil fokusere på:

• Integrering av digitale kontroller for ytterligere optimalisering av prosessnøyaktigheten

• Fremme av korte prosesser, miljøvennlige metoder for å redusere energiforbruk og utslipp