CN112430711A - 用于感应式热处理的方法和用于实施该方法的工艺技术上的组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于对工件进行感应式热处理的方法以及一种用于实施所述方法的工艺技术上的组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于感应式热处理的方法以及一种根据权利要求7所述的用于实施该方法的工艺技术上的组件。
背景技术
为了对工件进行空间受限的热处理，由现有技术已知感应式热处理、尤其是感应硬化。在此，借助于感应线圈产生磁场，由此在边缘层中在靠近布置的工件上局部地产生涡流。由此，工件在表面上加热并且在空间上受限于必要的过程温度，在该温度下实现对于工件特性、例如硬度的优化。
合金组成的分散和原始材料的组织特征（Gefügeausprägung）常常存在，特别是因为它们可以在材料批次之中变化。工件以不同的质量顺序地进入热处理过程。由于在功率、电流或电压控制的感应中，涡流以及由此过程温度的变化由该变化引起，因此在一些情况下导致实际上获得的与规定的工件特性的显著偏差。
根据现有技术，在进行热处理之后检查工件特性。这种做法的缺点是，与技术规格不相符的工件作为废品产生或者必须被再加工。这两者都是高耗费的且成本密集的。
发明内容
与此相对，本发明的任务在于，提供一种用于感应式热处理的方法，通过该方法尽管引入的工件的材料特征发生变化，也可以以较少的耗费实现工件的可通过热处理实现的技术规格（Spezifikation）。此外，本发明的任务在于，提供一种工艺技术上的组件，通过该工艺技术上的组件，尽管引入的工件的材料特征发生变化，但是可以以较少的耗费实现工件的可通过热处理实现的技术规格。
第一任务通过一种具有权利要求1的特征的方法解决，第二任务通过一种具有权利要求7的特征的工艺技术上的组件解决。
该方法的有利的改进方案在权利要求2至6中描述，组件的有利的改进方案在权利要求8和9中描述。
用于尤其局部地感应式热处理工件的方法具有步骤“工件的感应式热处理”。此外，该方法具有步骤“测定或检验工件的至少一种材料特征”，该步骤特别是通过检验装置实现。根据本发明，“感应式热处理”、尤其是其过程控制在“测定”之后或至少区段式地在“测定”之后进行，更确切地说，根据所测定的一种或多种材料特征予以控制。
控制尤其通过控制装置进行。
因此，该方法使得控制或控制装置能够对一种或多种材料特征的变化做出直接反应。因此，每个引入的工件经历单独的热处理，从而更多的输出工件实现有待通过热处理来实现的技术规格，并且产生更少的废品。这降低了耗费和成本。
材料特征尤其是组织、机械特性（如硬度或强度）、硬化深度、µ结构或-间接-形变，或例如是工件的内应力。
作为工件尤其列举需要局部提高的强度和/或防磨损的工件，例如感应硬化的轴、偏心轮、齿轮或液压阀。技术规格是硬度或强度。补充地，所述工件是指例如为了功能提高而局部地热处理的工件、像比如磁优化的阀套。
在该方法的一种改进方案中，至少在同一条工艺线或生产线（Prozesslinie）中、即“在线”进行该方法的所提及的两个步骤。换言之，至少步骤“测定”在空间和时间范围内利用步骤“感应式热处理”进行。
在一种改进方案中，无破坏地和/或无接触地进行步骤“测定”，这意味着相应的时间收益和降低的耗费。
在一种改进方案中，借助于感应器和磁场传感器进行“测定”步骤。首先提到的能够是电流控制的，尤其是交流电流控制的、电压控制的，尤其是交流电压控制的或功率控制的方式。后者例如可以是霍尔传感器或霍尔传感器的组件。
在该方法的一种改进方案中，步骤“测定”具有步骤“操纵布置在工件处的感应器”和“根据所述操控和材料特征来检测磁场”。
然后，步骤“测定” 的结果作为输入进入到感应式热处理的控制中。因此，通过工件的事先在线测量或测得的一种或多种磁特性来实现对其的直接控制。
在一种改进方案中，所述方法具有尤其是检验装置的“校准”步骤。
校准可以如下进行。首先，“在不存在工件的情况下操控感应器”，在此进行“尤其通过磁场传感器来检测感应器的根据所述操控感应出的第一磁场”或者在其间或者随后进行“根据所述操控将所述第一磁场作为特性曲线族或特性曲线存储在控制装置中”。
此外实现“输入多个具有已知的材料特征的工件”，然后“用相应的工件操控感应器”。在此，由于产生的第一磁场在工件上感应出表面附近的涡流，该涡流又根据一种或多种材料特征引起工件的与第一磁场相反指向的第二磁场。第一和第二磁场相加形成合成磁场。接着进行步骤“检测合成磁场”和“根据操控和已知的一种或多种材料特征在控制装置中将合成磁场作为特性曲线族加以存储”。补充地，可以进行步骤“由合成磁场和第一磁场测定和存储第二磁场”以及步骤“根据操控和已知的一种或多种材料特征在控制装置中作为特性曲线族来存储第二磁场”。
通过相应的校准可以测定多种材料特征。
一种工艺技术上的组件、尤其是一种生产线为了实施根据前面描述的方法而具有测定装置。通过该测定装置至少可以实施步骤“测定工件的至少一种材料特征”。此外，设置有如下热处理装置，经由该热处理装置可实施至少步骤“工件的感应式热处理”。在此，最后提到的步骤可通过组件的控制装置根据所测定的一种或多种材料特征以已经提到的优点来控制。
优选地，测定装置被连续地整合到该方法的组件和设计中。特别地，该测定装置与热处理装置和控制装置布置在一个空间单元中。
在一种改进方案中，为了所提到的控制，在控制装置中存储根据所测定的一种或多种材料特征来控制感应式热处理的温度调节部。优选地，为了检测温度而设置有温度检测装置。
为了能够以点状的方式在经处理的工件的小批量上检查有待通过感应式热处理来实现的工件技术规格的遵守情况，所述组件在一种改进方案中具有检验装置。
附图说明
在附图中示出了根据本发明的方法的一个实施例。借助于附图，现在将对本发明进行详细解释。
具体实施方式
附图示出了用于对工件进行感应式热处理、尤其是对工件进行硬化的方法1。此外示出了一条生产线2，在该生产线中实施方法1。生产线2具有站，即工件输入端4、感应式热处理6、随机抽样检验8和产品输出端10。
在产品输入端4中借助于检验装置进行方法1的第一步骤“测定工件的至少一种材料特征” 12，该检验装置尤其具有至少一个感应器和至少一个磁场传感器。通过检验装置测定材料特征，即组织、硬度、µ结构、硬度、硬化深度、强度中的至少一种，或间接地测定形变或者测定工件的内应力。由此测定在感应式热处理之前工件的输入状态，然后接着根据测定结果控制该感应式热处理。工件随后转移到生产线2的区段感应式热处理6中。在此，进行方法1的步骤“根据所测定的一种或多种材料特征来控制感应式热处理” 14。
在所示的实施例中，这通过根据在步骤12中测定的测定结果通过温度调节的过程控制来实现。
在感应式热处理结束之后，工件可以可选地被转移到随机抽样的、尤其是破坏性的检验8中。为了确保感应式热处理6的结果随着时间不会遭受漂移，在此可以随机抽样地检查工件的硬度或组织，或者一般地检查所要求的技术规格。
替代地并且在通常情况下，工件在完成感应式热处理6之后被转移到生产线2的最后一个站、即产品输出端10。
在生产线2中运行的根据本发明的方法1因此使得可以通过工件的在线测量的磁场或磁场特性来直接控制感应式热处理6的过程。
通过实现感应式热处理与材料特征的直接反馈，尤其可以局部非常精确地调整工件的组织状态。
公开了一种用于对工件进行感应式热处理的方法，其中，首先测定工件的至少一种材料特征，并且然后根据至少一种材料特征控制感应式热处理。本发明还公开了一种工艺技术上的组件，该工艺技术上的组件具有测定装置、热处理装置和用于其的控制装置。
Claims (9)
1. 用于感应式热处理工件的方法，尤其是用于硬化或用于优化工件特性的方法，其特征在于以下步骤
- “测定工件的至少一种材料特征” （12），和
- “根据所测定的一种或多种材料特征来控制感应式热处理”（14）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少步骤“测定”（12）和
“感应式热处理”（14）在同一工艺技术上的组件（2）中进行。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤”测定“ （12）无破坏地和/或无接触地进行。
4. 根据权利要求1至3所述的方法，其中步骤“测定” （12）借助于感应器和磁场传感器（6）进行。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述步骤“测定”（12）具有如下步骤
-“操控布置在工件附近的感应器”，和
- “根据所述操控和材料特征来检测磁场作为检验结果或测定结果” 。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其具有步骤：关于所述至少一种材料特征来“校准”（16）检验或测定装置（8）。
7.用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法（1）的工艺技术上的组件、尤其是生产线（2），该生产线具有测定装置（4），通过所述测定装置至少能够实施步骤“测定所述工件（12）的至少一种材料特征”，并且该生产线具有热处理装置（6），通过所述热处理装置至少能够实施步骤“感应式热处理所述工件”（14），并且该生产线具有控制装置，通过所述控制装置能够根据所测定的一种或多种材料特征来控制最后提到的步骤。
8.根据权利要求7所述的组件，其中在所述控制装置中存储有根据所测定的一种或多种材料特征来控制感应式热处理的温度调节部。
9.根据权利要求7或8所述的组件，具有检验装置（8），通过该检验装置在步骤“根据所测定的一种或多种材料特征来控制所述工件的感应式热处理”（14）之后，尤其能够以无破坏的方式检验所述工件的所要求的技术规格。
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