FR2687169A1

FR2687169A1 - Process for heat treatment using simultaneous dual frequency induction

Info

Publication number: FR2687169A1
Application number: FR9201493A
Authority: FR
Inventors: Criqui Bernard
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1993-08-13
Anticipated expiration: 2012-02-11
Also published as: FR2687169B1

Abstract

Process for heat treatment by dual frequency induction of an article (6) made of steel, characterised in that it includes two successive heating operations - a first heating operation in the region of formation of annealed martensite and then a first quenching to bring the steel component (6) to ambient temperature, - a second sequential heating operation using two different inductors, the first by intermediate-frequency induction (1) as far as the region of formation of annealed martensite, followed by a plateau for holding at the temperature obtained, and the second by high-frequency induction (2) as far as the region of formation of austenite, and then a second martensitic quenching.

Description

PROCEDE DE TRA1IEMENT THERMIQUE PAR INDUCTION BI FREOUENCE SIMULTANEE
La présente invention est relative à un procédé de traitement thermique par induction bi-fréquence simultanée. Ce procédé est particulièrement intéressant pour conférer à une pièce en acier une structure en couches stratifiées dont la dureté augmente progressivement entre le coeur et la périphérie de la pièce. Le durcissement superficiel assure principalement la résistance à la fatigue de surface due aux pressions de contact, le durcissement interne assurant, pour sa part, la résistance à la fatigue massique due par exemple aux flexions ou aux chocs.Cette résistance est spécialement requise dans l'industrie automobile pour les pièces mécaniques subissant de fortes contraintes, telles que les dentures d'engrenages de boîtes de vitesses et les joints de transmission.THERMAL TREATMENT PROCESS BY SIMULTANEOUS BI FREOUENCE INDUCTION
The present invention relates to a simultaneous dual-frequency induction heat treatment process. This method is particularly advantageous for giving a steel part a layered layer structure whose hardness gradually increases between the core and the periphery of the part. The surface hardening mainly ensures the resistance to surface fatigue due to the contact pressures, the internal hardening ensuring, for its part, the resistance to mass fatigue due for example to bending or impact. This resistance is especially required in the automotive industry for mechanical parts under heavy stress, such as gearbox gear teeth and transmission gaskets.

Le traitement de trempe superficielle par induction permet en chauffant puis en trempant rapidement à l'eau la pièce d'obtenir une dureté superficielle équivalente à HV 650 sans modifier l'état massique qui reste à la dureté d'origine HV 250 sur un acier recuit à 0,4 % de carbone. Ce traitement présente néanmoins des difficultés d'accessibilité vers les surfaces creuses tels les fonds de dent éloignés de l'outil inducteur.The surface induction hardening treatment makes it possible, by heating and then rapidly quenching with water, to obtain a surface hardness equivalent to HV 650 without modifying the mass state which remains at the original hardness HV 250 on an annealed steel. at 0.4% carbon. This treatment nevertheless presents difficulties of accessibility towards the hollow surfaces such as the tooth bases remote from the inductive tool.

Selon le brevet FR-A-938868 un dispositif utilise une bobine connectée à deux sources de courant électrique de fréquences différentes. La première source fournie par un oscillateur électronique, est à haute fréquence, tandis que la seconde, due à un alternateur est de fréquence plus faible. Ceci va permettre d'obtenir, dans le cas d'un engrenage, une température uniforme et une dureté homogène des parties supérieures des dents et de leurs bases.According to the patent FR-A-938868 a device uses a coil connected to two sources of electric current of different frequencies. The first source provided by an electronic oscillator, is high frequency, while the second, due to an alternator is of lower frequency. This will make it possible to obtain, in the case of a gear, a uniform temperature and a homogeneous hardness of the upper parts of the teeth and their bases.

Néanmoins le coeur de I'engrenage reste à I'état de dureté d'origine. Il n'y a donc que deux strates de dureté, ce qui n'est pas Ie gage d'une bonne tenue en fatigue de I'engrenage.Nevertheless the heart of the gear remains in the original hardness state. There are therefore only two layers of hardness, which is not a guarantee of good fatigue performance of the gear.

La présente invention a pour objet un procédé permettant de remédier à cet inconvénient.The present invention relates to a method for overcoming this disadvantage.

Le procédé réalise tout d'abord une opération de traitement thermique en moyenne fréquence qui concerne la couche superficielle visible ainsi que la sous-couche ; ladite sous-couche se trouvant juste en dessous, le procédé réalise ensuite la combinaison de deux systèmes de chauffage, le premier à moyenne fréquence qui agit sur la couche superficielle et sur la souscouche, et le second à haute fréquence où seule la couche superficielle subit l'échauffement par induction, de façon à ce que leur combinaison donne des durcissements résultants différents entre la couche superficielle, la sous-couche et le coeur de la pièce subissant le procédé, le dit coeur correspondant à la sous-couche profonde de la pièce. Cette sous-couche profonde, de part sa distance très éloignée par rapport aux inducteurs reste à l'état recuit d'origine.Un intérêt de ce double durcissement réalisé rapidement est qu'il se fait sur l'état recuit qui est facilement usinable.The method firstly performs a medium frequency heat treatment operation which concerns the visible surface layer as well as the underlayer; said sublayer being just below, the process then carries out the combination of two heating systems, the first at medium frequency which acts on the superficial layer and on the sub-layer, and the second at high frequency where only the surface layer undergoes induction heating, so that their combination gives different resultant hardenings between the surface layer, the underlayer and the core of the part undergoing the process, said core corresponding to the deep underlayer of the part . This deep underlayer, because of its distance very far from the inductors remains in the annealed state of origin. An advantage of this double hardening achieved quickly is that it is done on the annealed state which is easily machinable.

Le procédé consiste donc en la combinaison d'une opération de traitement thermique suivie d'un chauffage séquentiel. L'opération est constituée par une première austénitisation à moyenne fréquence de la couche superficielle ainsi que de la sous-couche, suivie d'une trempe qui présente l'intérêt métallurgique de préparer les deux couches au revenu qui va suivre, en conférant une structure martensitique à grains fins et à teneur en carbone homogène. Un chauffage séquentiel succède à cette opération de traitement thermique. I1 se décompose en un revenu à moyenne fréquence de la couche superficielle et de la sous-couche, avec se déroulant en même temps, une seconde austénitisation à haute fréquence qui ne touche que la couche superficielle, suivis d'une seconde trempe.On a ainsi une souscouche qui a subit la première austénitisation, ce qui a augmenté la possibilité d'avoir de la martensite lors du revenu à une température moins forte. Le durcissement engendré par la trempe martensitique va donc être gommé par le revenu, la sous-couche aura donc une dureté plus importante que l'état recuit d'origine toujours présent dans la sous-couche profonde, mais moins importante que pour la couche superficielle. Cette dernière supporte, pour sa part, deux austénitisations : la première en même temps que la sous-couche et la seconde à haute fréquence simultanément au revenu de la sous-couche à moyenne fréquence; le revenu jouant, ici, un rôle de préchauffage de la couche superficielle.The method thus consists of combining a heat treatment operation followed by a sequential heating. The operation consists of a first medium-frequency austenitization of the surface layer as well as the underlayer, followed by quenching which has the metallurgical advantage of preparing the two layers for the following income, conferring a structure martensitic fine grain and homogeneous carbon content. Sequential heating succeeds this heat treatment operation. It is decomposed into a medium-frequency income of the superficial layer and the sub-layer, taking place at the same time, a second high-frequency austenitization which affects only the superficial layer, followed by a second quenching. thus an underlayer that has undergone the first austenitization, which has increased the possibility of having martensite during the tempering at a lower temperature. The hardening caused by the martensitic quenching will therefore be gummed by the income, the underlayer will therefore have a greater hardness than the original annealed state always present in the deep underlayer, but less important than for the superficial layer. . The latter supports, for its part, two austenitizations: the first at the same time as the sub-layer and the second at high frequency simultaneously with the income of the sub-layer at medium frequency; the income plays, here, a role of preheating of the superficial layer.

La caractéristique essentielle d'un tel procédé est que lors du chauffage séquentiel, ce sont deux systèmes de chauffage qui interviennent. Le premier système par induction moyenne fréquence, identique à celui utilisé lors de l'opération de chauffage initiale amenant le métal à la température de formation de la martensite revenue, suivi d'un premier palier de maintien de la température que I'on vient d'obtenir. Le second système de chauffage par induction haute fréquence, pour sa part, faisant subir à la pièce une austénitisation suivie d'un second palier de maintien plus court à la température d'austénitisation. Ce second système de chauffage entre en activité avant la fin du premier palier et se termine après la fin dudit palier, les deux systèmes de chauffage opèrent donc ensemble pendant une certaine durée.The essential characteristic of such a process is that during the sequential heating, two heating systems intervene. The first medium frequency induction system, identical to that used during the initial heating operation bringing the metal to the temperature of formation of the martensite returned, followed by a first temperature maintenance stage that has just been 'get. The second high frequency induction heating system, for its part, subjecting the part austenitization followed by a second holding step shorter at the austenitization temperature. This second heating system comes into operation before the end of the first stage and ends after the end of said stage, the two heating systems therefore operate together for a certain period.

Le premier palier peut être stable à la température obtenue par le chauffage moyenne fréquence ou bien légèrement décroissant par une diminution de l'ordre de un tiers de la puissance injectée. Finalement le chauffage séquentiel se termine par une seconde trempe à l'eau pour ramener la pièce à la température ambiante.The first step can be stable at the temperature obtained by the medium frequency heating or slightly decreasing by a decrease of about one third of the power injected. Finally the sequential heating ends with a second quenching with water to bring the room back to room temperature.

D'autres caractéristiques et avantages du procédé apparaîtront à la lecture de la description qui suit, d'un exemple d'utilisation de celui-ci. Les figures 1 à 4 sont données en annexe afin de bien faire comprendre l'objet de la présente invention.Other characteristics and advantages of the method will become apparent on reading the description which follows, of an example of use thereof. Figures 1 to 4 are given in the appendix in order to better understand the object of the present invention.

La figure 1 est la représentation de l'évolution de la température en fonction du temps lors de la mise en oeuvre et du déroulement du procédé, qui comprend dix phases numérotées de I à X.FIG. 1 is the representation of the evolution of the temperature as a function of time during the implementation and the progress of the process, which comprises ten phases numbered from I to X.

La figure 2 est la représentation de l'évolution de la dureté, ici la résistance à l'enfoncement à une pression donnée, en fonction de la profondeur de la pièce d'acier traitée c'est-à-dire dans l'exemple qui nous concerne avec une teneur de carbone de 0,4 %, et ce, à différents stades.FIG. 2 is the representation of the evolution of the hardness, here the resistance to depression at a given pressure, as a function of the depth of the piece of steel treated, that is to say in the example which concerns us with a carbon content of 0.4% at different stages.

Ainsi le tracé pointillé court donne l'état initial de la pièce. Le tracé alternant des pointillés court et long décrit un état intermédiaire représentatif de la phase IV de la figure 1. Le tracé pointillé long est représentatif de l'état intermédiaire de la phase VI de la figure 1. Et le tracé continu donne l'état final de la pièce. Thus the short dotted line gives the initial state of the piece. The alternating short and long dotted line depicts an intermediate state representative of the phase IV of Figure 1. The long dotted plot is representative of the intermediate state of the phase VI of Figure 1. And the continuous plot gives the state final part.

La figure 3 est un schéma du dispositif permettant le traitement thermique par induction bi-fréquence simultanée.Figure 3 is a diagram of the device for the simultaneous dual-frequency induction heat treatment.

La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne A-A de la figure 3.FIG. 4 is a cross section along the line A-A of FIG.

La figure 5 est un ensemble de deux photographies représentant les états métallurgiques obtenues dans la couche superficielle (A) composée de martensite avec austénite résiduelle et dans la sous-couche (B) formée de la martensite revenue.FIG. 5 is a set of two photographs representing the metallurgical states obtained in the surface layer (A) composed of martensite with residual austenite and in the underlayer (B) formed of the returned martensite.

La figure 1, montre l'évolution de la température en fonction du temps, les températures exprimées en degrés Celsius ("C) sont portées en ordonnée et le temps exprimé en secondes est porté en abscisse.FIG. 1 shows the evolution of the temperature as a function of time, the temperatures expressed in degrees Celsius ("C") are plotted on the ordinate and the time expressed in seconds is plotted on the abscissa.

La phase I qui débute le procédé permet d'amener une pièce mécanique (6) en acier de dureté homogène HV 250 de la température ambiante, c'est-à-dire entre 10 et 40 degrés Celsius, à la température de transformation d'une structure perlitique en une structure austénitique, sur une profondeur, correspondant à la couche superficielle (3) et à la souscouche (4), la sous-couche profonde (5) n'étant pas touchée.Phase I which starts the process makes it possible to bring a mechanical part (6) of steel of homogeneous hardness HV 250 from the ambient temperature, that is to say between 10 and 40 degrees Celsius, to the transformation temperature of a pearlitic structure in an austenitic structure, at a depth corresponding to the superficial layer (3) and the underlayer (4), the deep underlayer (5) not being affected.

Le chauffage est le fait d'un inducteur moyenne fréquence qui fonctionne entre 8 et 30 kilohertz (kHz).The heating is due to a medium frequency inductor that operates between 8 and 30 kilohertz (kHz).

Pour arriver à ce résultat en un temps de 1 seconde, il faut injecter grâce à l'inducteur moyenne fréquence (1) une puissance de l'ordre de 1 kilowatt par centimètre carré (kW/cm2).To achieve this result in a time of 1 second, it is necessary to inject through the medium frequency inductor (1) a power of the order of 1 kilowatt per square centimeter (kW / cm 2).

L'épaisseur des différentes couches variant avec la durée de chauffage, de trempe etlou de la puissance de chauffage, il est donc hypothétique de donner de valeurs précises des épaisseurs des couches. Selon les qualités des pièces mécaniques que l'on désire obtenir avec le procédé de la présente invention, on jouera donc sur ces paramètres, sachant que dans l'exemple cité, on a une sous-couche (4) comprise entre 0,5 et 2,5 millimètres (mm), la couche superficielle (3) se trouvant entre la surface et 0,5 mm et la sous-couche profonde (5) étant sous les deux couches précédentes, c'est-à-dire à une profondeur de plus de 2,5 mm. Since the thickness of the different layers varies with the duration of heating, quenching and / or heating power, it is therefore hypothetical to give precise values of the thicknesses of the layers. Depending on the qualities of the mechanical parts that one wishes to obtain with the method of the present invention, one will play on these parameters, knowing that in the example cited, one has an underlayer (4) between 0.5 and 2.5 millimeters (mm), the superficial layer (3) lying between the surface and 0.5 mm and the deep underlayer (5) being under the two previous layers, that is to say at a depth more than 2.5 mm.

La phase II qui suit, est un maintien de la température acquise lors de la phase précédente grâce à une puissance de l'inducteur (1) qui reste constante. Cette phase peut durer de 1 à 5 secondes.The following phase II is a maintenance of the temperature acquired during the previous phase thanks to a power of the inductor (1) which remains constant. This phase can last from 1 to 5 seconds.

La phase m est une trempe permettant de ramener la température du métal à une température, où la structure austénitique est remplacée par une structure martensitique en un temps de l'ordre de 1 seconde. L'inducteur moyenne fréquence (1) n'est alors plus alimenté en courant électrique. On utilise comme liquide de trempe de l'eau plus des additifs de trempe.The m phase is a quenching to bring the temperature of the metal to a temperature, where the austenitic structure is replaced by a martensitic structure in a time of the order of 1 second. The medium frequency inductor (1) is then no longer supplied with electric current. As quenching liquid, water plus quenching additives are used.

La phase IV est une période de 5 secondes au maximum durant laquelle la pièce (6) reste à la température obtenue lors de la phase m.Phase IV is a period of up to 5 seconds during which piece (6) remains at the temperature obtained during phase m.

Lors de ces quatre premières phases, la sous-couche profonde (5) reste à une dureté de HV 250, alors que la couche superficielle (3) et la souscouche (4) sont durcies jusqu'à atteindre la valeur de HV 650 sur acier à 0,4 % de carbone dans l'exemple qui est donné.During these first four phases, the deep underlayer (5) remains at a hardness of HV 250, while the surface layer (3) and the underlayer (4) are hardened to reach the value of HV 650 on steel at 0.4% carbon in the example that is given.

La phase V, grâce à une puissance due à l'inducteur moyenne fréquence (1) de l'ordre de 500 W/cm2 permet en un délai de I seconde de réchauffer la sous-couche (4) et la couche superficielle (3) à la température de revenu de la martensite.Phase V, thanks to a power due to the inductor medium frequency (1) of the order of 500 W / cm2 allows within 1 second of heating the underlayer (4) and the surface layer (3) at the tempering temperature of martensite.

La phase VI a pour but de maintenir ou de diminuer légèrement la température obtenue pendant une durée inférieure à 10 secondes, dans le cas où 10 secondes est la durée totale que peut avoir ce palier, soit en continuant à fournir la même puissance soit en la diminuant de façon à maintenir la température de revenu en fonction de l'acier choisi. La durée de cette phase peut bien entendu être inférieure à 10 secondes, voir même supérieure.The aim of phase VI is to maintain or slightly reduce the temperature obtained for a period of less than 10 seconds, in the case where 10 seconds is the total duration that this stage may have, either by continuing to supply the same power or by decreasing so as to maintain the tempering temperature according to the chosen steel. The duration of this phase can of course be less than 10 seconds, or even higher.

Après ces deux phases intermédiaires, la couche superficielle (3) et la sous-couche (4) ont une dureté de HV 450 alors que la sous-couche profonde massique (5) reste à sa dureté initiale.After these two intermediate phases, the surface layer (3) and the underlayer (4) have a hardness of HV 450 while the deep underlayer mass (5) remains at its initial hardness.

La phase VII a une durée très courte, comprise entre plus de zéro et moins de une seconde, car on applique une puissance importante de l'ordre de 2 à 5 kW/cm2 fournie par l'inducteur haute fréquence (2), qui fonctionne entre 80 et 300 kHz à la couche superficielle (3) uniquement, déjà préchauffée lors des deux phases précédentes. Ceci va permettre d'augmenter la température déjà obtenue lors de la phase précédente jusqu'à la température de formation de l'austénite. Une caractéristique de cette phase est de débuter alors que le palier dû au chauffage moyenne fréquence (1) se déroule simultanément. Ainsi, la phase VII ne doit pas commencer avant que le palier de température de la phase VI ne soit atteint ni après que ledit palier de température ne soit dépassé.Le décalage entre le début de chacune de ces deux phases va dépendre de la massivité de la pièce (6), le refroidissement de la sous-couche intervient avant celui de la couche superficielle sachant que l'idéal est que la sous-couche (4) commence à se refroidir avant que le refroidissement de la couche superficielle (3) soit achevé. Or, le palier qui succède au chauffage haute fréquence (2), voir phases VIII et Ix qui agit sur la couche superficielle (3) ne dure que 1 seconde. Du fait que l'arrêt de l'inducteur moyenne fréquence (1) doit préférentiellement précéder à l'arrêt de l'inducteur haute fréquence (2), , la phase VII devra débuter dans la dernière des dix secondes constituant le palier dû au chauffage moyenne fréquence (1).Phase VII has a very short duration, ranging from more than zero to less than one second, since a significant power of the order of 2 to 5 kW / cm 2 supplied by the high frequency inductor (2), which operates, is applied. between 80 and 300 kHz at the surface layer (3) only, already preheated in the two previous phases. This will make it possible to increase the temperature already obtained during the previous phase up to the formation temperature of the austenite. A characteristic of this phase is to begin while the bearing due to the medium frequency heating (1) takes place simultaneously. Thus, phase VII must not begin until the phase temperature of phase VI is reached or after said temperature step is exceeded. The offset between the beginning of each of these two phases will depend on the massiveness of the part (6), the cooling of the underlayer intervenes before that of the surface layer knowing that the ideal is that the underlayer (4) begins to cool before the cooling of the surface layer (3) is completed. However, the bearing that follows the high frequency heating (2), see phases VIII and Ix which acts on the surface layer (3) lasts only 1 second. Since the stopping of the medium frequency inductor (1) must preferably precede the stopping of the high frequency inductor (2), phase VII must begin in the last ten seconds constituting the stage due to heating. medium frequency (1).

La phase VIII, entrevue dans la phase précédente a une durée inférieure à
1 seconde, 1 seconde étant la durée totale du palier de maintien de la température atteinte grâce à l'inducteur haute fréquence (2). Lors de celleci, il y a donc, tout comme pour la phase précédente, une simultanéité de fonctionnement entre les deux systèmes de chauffage (1 et 2). C'est l'arrêt du chauffage par l'inducteur moyenne fréquence (1), et donc la fin du palier correspondant, qui clôt cette phase.Phase VIII, interviewed in the previous phase, has a shorter duration than
1 second, 1 second being the total duration of the maintenance of the temperature reached by the high frequency inductor (2). In this case, as in the previous phase, there is therefore simultaneity of operation between the two heating systems (1 and 2). It is the stopping of the heating by the medium frequency inductor (1), and therefore the end of the corresponding stage, which closes this phase.

Néanmoins la durée de cette phase peut être inférieure à 1 seconde, ou même supérieure.Nevertheless, the duration of this phase may be less than 1 second, or even greater.

La phase IX montre le début du refroidissement de la sous-couche (4) qui n'est plus chauffée par l'inducteur moyenne fréquence (1), et la fin du palier dû à l'inducteur haute fréquence (2), qui a débuté lors de la phase
VIII. Ainsi le palier est maintenu en conservant la puissance développée dans la phase VII fournie par l'inducteur haute fréquence (2), pendant une durée qui est le complément de la phase VIII afin que les phases VIII et IX aient une durée totale et maximale de 1 seconde. C'est la fin du palier dû à l'inducteur haute fréquence (2) qui termine cette phase.Phase IX shows the beginning of the cooling of the underlayer (4) which is no longer heated by the medium frequency inductor (1), and the end of the bearing due to the high frequency inductor (2), which has started during the phase
VIII. Thus the bearing is maintained by keeping the power developed in phase VII provided by the high frequency inductor (2), for a period which is the complement of phase VIII so that phases VIII and IX have a total and maximum duration of 1 second. It is the end of the bearing due to the high frequency inductor (2) which ends this phase.

La phase X est caractérisée par le début du refroidissement dû à l'arrêt de l'inducteur haute fréquence (2) et à la poursuite du refroidissement dû à l'arrêt de l'inducteur moyenne fréquence (1). Ces deux refroidissements sont le fait d'une seconde trempe à l'eau, qui met moins de 1 seconde pour ramener la pièce à la température ambiante. I1 est à noter que seule la couche superficielle est touchée par cette seconde trempe.Phase X is characterized by the beginning of the cooling due to the stop of the high frequency inductor (2) and the further cooling due to the stopping of the medium frequency inductor (1). These two coolings are the fact of a second quenching with water, which takes less than 1 second to bring the room to room temperature. It should be noted that only the surface layer is affected by this second quenching.

A l'issue de ces dix phases, on a, comme le montre la figure 2, un état final où la couche superficielle (3) est composée de martensite d'une dureté 11V 650, la sous-couche (4) est constituée de martensite revenue ou sorbite d'une dureté HV 450, et la sous-couche profonde massique (5) est une matrice de perlite et de ferrite qui est à l'état recuit de départ soit à la dureté HV 250 sur un acier mi-dur à 0,4 % de carbone.At the end of these ten phases, there is, as shown in FIG. 2, a final state where the surface layer (3) is composed of martensite with a hardness 11V 650, the underlayer (4) consists of milled martensite or sorbite of hardness HV 450, and the deep underlayer mass (5) is a matrix of pearlite and ferrite which is in the initial annealed condition at hardness HV 250 on a medium hard steel at 0.4% carbon.

Dans le cas de pièce métallique (6) de type engrenage, l'épaisseur de la couche superficielle et de la sous-couche (4) doit être supérieure ou égale à la demi-épaisseur des dents formant l'engrenage.In the case of a gear type metal part (6), the thickness of the surface layer and the underlayer (4) must be greater than or equal to half the thickness of the teeth forming the gear.

La durée totale maximale du cycle est, dans l'exemple donné en référence au dessin de 25 secondes. Celle-ci peut dans le cas extrême où l'on réduirait les temps des phases au maximum se dérouler en moins de 20 secondes. Néanmoins, plus le procédé va durer dans le temps, et plus la dureté des pièces massives augmentera en profondeur. Le même résultat peut être obtenu en augmentant la puissance fournie par l'inducteur, ou en jouant à la fois sur le temps et la puissance.The maximum total cycle time is, in the example given with reference to the drawing of 25 seconds. This one can in the extreme case where one would reduce the times of the phases to the maximum to take place in less than 20 seconds. Nevertheless, the more the process will last in time, and the more the hardness of the massive pieces will increase in depth. The same result can be obtained by increasing the power provided by the inductor, or by playing on both time and power.

On peut également envisager de chauffer à une plus haute température lors du revenu de la phase V, car cela facilitera d'autant la seconde austénitisation de la couche superficielle (3) due à l'inducteur haute fréquence (2), néanmoins plus la température augmente et plus la dureté de la sous-couche diminue, d'où l'utilité de travailler avec des aciers plus alliés et plus résistants au revenu tels que ceux cités dans le tableau ciaprès. It is also possible to consider heating at a higher temperature during the phase V recapture, since this will facilitate the second austenitization of the surface layer (3) due to the high frequency inductor (2), but the higher the temperature. increases and the hardness of the undercoat decreases, hence the utility of working with steels more allied and more resistant to income such as those listed in the table below.

Le procédé qui est très intéressant dans son utilisation mettant en oeuvre des pièces d'acier (6), peut tout aussi bien utiliser de la fonte à matrice perlitique (malléable, ductile, brute de coulée, à graphite lamellaire ou sphéroïdal).The method which is very interesting in its use using steel parts (6), can equally well use pearlitic matrix cast iron (malleable, ductile, cast, graphite lamellar or spheroidal).

Les caractéristiques et les conditions de traitement de certains aciers sont données à titre d'exemple pour mieux comprendre l'effet engendré par le traitement thermique utilisant simultanément deux inducteurs de fréquences différentes.

The characteristics and the treatment conditions of certain steels are given by way of example to better understand the effect generated by the heat treatment simultaneously using two inductors of different frequencies.

<SEP> Dureté <SEP> (11V) <SEP> Résistance
<tb> <SEP> Aders <SEP> Composition <SEP> chimique <SEP> moyenne <SEP> en <SEP> surface <SEP> (MPa) <SEP> en <SEP> sous
<tb> <SEP> (norme <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> après <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> couche <SEP> après
<tb> <SEP> 2secà <SEP> revenu <SEP> de <SEP> 5 <SEP> à
<tb> AFNOR) <SEP> 920"C <SEP> 10 <SEP> sec.
<tb><SEP> Hardness <SEP> (11V) <SEP> Resistance
<tb><SEP> Aders <SEP> Composition <SEP> chemical <SEP> average <SEP> in <SEP> surface <SEP> (MPa) <SEP> in <SEP> under
<tb><SEP> (standard <SEP> (% <SEP> weight) <SEP> after <SEP> 0.5 <SEP> to <SEP><SEP> layer after
<tb><SEP> 2sec <SEP> revenue <SEP> from <SEP> 5 <SEP> to
<tb> AFNOR) <SEP> 920 "C <SEP> 10 <SEP> sec.
<Tb>

<SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Va <SEP> Mo <SEP> à <SEP> 500"C <SEP> à <SEP> 600"C <SEP>
<tb> <SEP> XC <SEP> 42 <SEP> 0,42 <SEP> 0,25 <SEP> 0,65 <SEP> 650 <SEP> 900 <SEP> 800
<tb> <SEP> XC <SEP> 55 <SEP> 0,55 <SEP> 0,25 <SEP> 0,55 <SEP> 750 <SEP> 950 <SEP> 830
<tb> <SEP> 42 <SEP> C4 <SEP> 0,42 <SEP> 0,25 <SEP> 0,70 <SEP> 1,00 <SEP> 650 <SEP> 1300 <SEP> 1150
<tb> <SEP> 55 <SEP> C3 <SEP> 0,55 <SEP> 0,30 <SEP> 0,80 <SEP> 0,80 <SEP> 750 <SEP> j <SEP> 1600 <SEP> 1350
<tb> 50 <SEP> CV4 <SEP> 0,50 <SEP> 0,25 <SEP> 0,90 <SEP> 1,00 <SEP> 0,12 <SEP> 710 <SEP> 1600 <SEP> 1300
<tb> 50 <SEP> CD4 <SEP> 0,50 <SEP> 0,25 <SEP> 0,80 <SEP> 1,00 <SEP> 0,20 <SEP> 710 <SEP> 1650 <SEP> 1350
<tb>
L'intérêt que les deux systèmes de chauffage débutent l'un après l'autre est que, si les chauffages moyenne (1) et haute (2) fréquences débutaient en même temps, il y aurait une surchauffe de l'interface entre la couche superficielle (3) et la sous-couche (4) de la pièce (6) qui subirait ainsi les deux échauffements.<SEP> C <SEP> If <SEP> Mn <SEP> Cr <SEP> Go <SEP> MB <SEP> to <SEP> 500 "C <SEP> to <SEP>600" C <SEP>
<tb><SEP> XC <SEP> 42 <SEP> 0.42 <SEP> 0.25 <SEP> 0.65 <SEP> 650 <SEP> 900 <SEP> 800
<tb><SEP> XC <SEP> 55 <SEP> 0.55 <SEP> 0.25 <SEP> 0.55 <SEP> 750 <SEP> 950 <SEP> 830
<tb><SEP> 42 <SEP> C4 <SEP> 0.42 <SEP> 0.25 <SEP> 0.70 <SEP> 1.00 <SEP> 650 <SEQ> 1300 <SEP> 1150
<tb><SEP> 55 <SEP> C3 <SEP> 0.55 <SEP> 0.30 <SEP> 0.80 <SEP> 0.80 <SEP> 750 <SEP> d <SEP> 1600 <SEP> 1350
<tb> 50 <SEP> CV4 <SEP> 0.50 <SEP> 0.25 <SEP> 0.90 <SEP> 1.00 <SEP> 0.12 <SEP> 710 <SEP> 1600 <SEP> 1300
<tb> 50 <SEP> CD4 <SEP> 0.50 <SEP> 0.25 <SEP> 0.80 <SEP> 1.00 <SEP> 0.20 <SEP> 710 <SEP> 1650 <SEP> 1350
<Tb>
The interest that the two heating systems start one after the other is that, if the medium (1) and high (2) frequencies start at the same time, there would be an overheating of the interface between the layer. surface (3) and the underlayer (4) of the part (6) which would thus undergo both heating.

D'autre part si le chauffage haute fréquence (2) commençait bien après l'arrêt du chauffage moyenne fréquence (1), le refroidissement de la pièce (3) ayant deja commencé il faudrait plus d'énergie, de ce fait le procédé durerait plus longtemps.On the other hand, if the high frequency heating (2) started well after stopping the medium frequency heating (1), the cooling of the room (3) having already started would require more energy, so the process would last longer. Longer.

Néanmoins on peut concevoir l'arrêt de l'inducteur moyenne fréquence au moment ou l'inducteur haute fréquence entre en action. Nevertheless it is conceivable to stop the medium frequency inductor when the high frequency inductor goes into action.

Le dispositif étant constitué de deux bobines montées concentriquement l'une dans l'autre, il faut que le bobinage soit dans le même sens afin que les courants induits ne se contrarient pas. The device consists of two coils concentrically mounted one in the other, it is necessary that the winding is in the same direction so that the induced currents do not conflict.

Claims

the austenite, then a second martensitic quench.

high frequency induction (2) into the formation zone of

keeping step at the temperature obtained, and the second by

in the martensite formation area returned, followed by a

different, the first by medium frequency induction (1)

a second operation of sequential heating by two inductors

piece (6) of steel at room temperature,

martensite returned, then a first quench to bring the

a first heating operation in the formation zone of

successive heating

piece (6) made of steel, characterized in that it comprises two operations

I) Bi-frequency induction heat treatment process of a

2) Method according to claim 1, characterized in that during the

second heating operation the high frequency inductor (2)

enters into activity before the end of the plateau due to the average inductor

frequency (1) and ends after the end of said step

3) Method according to claim 1, characterized in that during

the initial heating operation, the underlayer (4) is heated and the

surface layer (3) for a period of 1 second until the

formation temperature of austenite and maintain this

temperature for 1 to 5 seconds.

4) Process according to claim 3, characterized in that during the

first quenching is cooled the underlayer (4) and the layer

superficial (3) for a period of between 1 and 5 seconds

up to room temperature and that one maintains at this

temperature before proceeding to the next operation.

5) Process according to claim 4, characterized in that the first

medium frequency induction heating system allows for

heat the underlayer (4) and preheat the surface layer

(3) up to the temperature of obtaining martensite

for a duration of 1 second, and that this level is maintained

for a maximum of 10 seconds maximum.

6) Method according to claim 5, characterized in that the second

high frequency induction heating system (2) is taking place

simultaneously with the operation of the first heating system

(I), and that the surface layer (3) is heated for a half

second to the temperature of obtaining austenite and that one

maintain this temperature for a maximum of 1 second.

7) Method according to claim 6, characterized in that the step of

maintenance is stable at the temperature obtained by the first system

medium frequency heating (1) or decreasing.

8) Method according to claim 7, characterized in that during the

second quenching, the underlayer (4) is cooled and the layer

superficial (3) up to room temperature for a period

less than 1 second.

9) Process according to claims 4 or 7, characterized in that

uses water as the quenching liquid associated with an additive of

tempering.

10) Method according to any one of claims 3 to 7, characterized

in that the heating and cooling times can be

increased or reduced

11) Device for using the method according to claims 1 or 2,

characterized by the fact that the two heating means constitute

a winding composed of two concentric coils for axi

symmetrical, one of the coils surrounding the other.

12) Device according to claim 11, characterized in that the

inductor coil induces high frequency current (2), and the coil

external induces the medium frequency current (1).