TRATAMIENTO TERMICO POR INDUCCION

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TRATAMIENTO TERMICO POR INDUCCION

INTRODUCCION

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Es un tratamiento superficial que mantiene la estructura del núcleo original. Aplicado a componentes férricos, permite mejorar las propiedades mecánicas de áreas localizadas mediante la obtención de superficies duras, resistentes al desgaste, gripaje, fatiga e impacto, dotando además de una mayor resistencia a la tracción y torsión en elementos de transmisión. Además se minimizan las deformaciones.

El proceso es electromagnético y consiste en la aplicación de una corriente eléctrica variable a un inductor o bobina con una potencia y frecuencia específicas que induce un campo magnético variable y que provoca un calentamiento a una

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pieza férrica situada dentro o en las proximidades del inductor por pérdidas de histéresis magnética y de efecto Joule.

ORIGENES[pic 9]

Los griegos descubrieron hacia el 1000 AC una técnica para endurecer las armas de hierro mediante un tratamiento térmico.

Todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV D.C. se clasifican en la actualidad como hierro forjado. Para obtener estas aleaciones, se calentaba en un horno una masa de mineral de hierro y carbón vegetal. Mediante este tratamiento se reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro llena de escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta masa esponjosa se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para eliminar la escoria y darle una determinada forma.

El hierro que se producía en estas condiciones solía tener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En algunas ocasiones, y por error, solían producir autentico acero en lugar de hierro forjado.

Los artesanos del hierro acabaron por aprender a fabricar acero, calentando hierro forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.

Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos empleados para fundir. En estos hornos, el mineral de hierro de la parte superior se convertía en hierro metálico y a continuación absorbía más carbono debido a los gases que lo atravesaban. Como resultado daba arrabio, un metal que funde a temperatura menor que el hierro y el acero. Posteriormente se refinaba el arrabio para obtener acero.

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PRINCIPALES APLICACIONES

Las aplicaciones más usuales del calentamiento por inducción son:

●Fusión

●Forja

●Soldadura

●Sellado De envase

●Curado de Adhesivos y pastas sellantes

●Cocinas De Inducción

●Sobrecalentamiento de Gases ionizados

●Fabricación de Semiconductores

Estas son solo algunas de las aplicaciones que se utilizan, se detallarán a fondo más adelante.

DESVENTAJAS:

Prácticamente la desventaja de este proceso es el elevado costo del equipo.

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SISTEMAS DE TRATAMIENTO TERMICO POR INDUCCIÓN[pic 16][pic 17][pic 18]

El calentamiento por inducción se utiliza para tratamientos térmicos de materiales

que tienen partes metálicas, en las cuales se produce un aumento de la temperatura de la parte metálica dentro del campo magnético inducido.

Para generar ese campo magnético inducido se utiliza el denominado inductor de

calentamiento. Este inductor de calentamiento, y los elementos asociados, se diseña de acuerdo con las características del material a calentar y las especificaciones requeridas de calentamiento (temperatura, tiempo máximo de calentamiento.

Para poder realizar un calentamiento por inducción es necesario un generador de corriente alterna, una bobina de calentamiento y la pieza a calentar, que se sitúa en el interior de la bobina tal y como se puede ver en la figura:

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Cuando la corriente alterna del generador pasa por la bobina, se genera un campo

magnético, de su misma frecuencia, cerca de la superficie de la pieza. Este campo

magnético produce el calentamiento de la pieza mediante la conjunción de dos fenómenos bien diferenciados:

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Pérdidas por efecto Joule: Es la principal causa de disipación en el calentamiento

por inducción. Se basa en el hecho de que el campo magnético aplicado induce corrientes sobre la superficie del material (llamadas corrientes de Foucault) y éstas

producen su calentamiento por efecto Joule.

Pérdidas por histéresis: Cuando se genera un campo magnético alterno H en el interior de un material ferromagnético, la respuesta magnética B del material se ve

"retrasada" respecto al campo H aplicado (fenómeno que se conoce como histéresis magnética).

PARTES QUE INTEGRAN EL EQUIPO

Toda instalación para el calentamiento mediante de inducción está compuesta en general por los siguientes elementos:

•Generador

 •Estación de Calentamiento[pic 28][pic 29]

•Inductor

•Refrigeración

•Periféricos

Generador:

Es el elemento que suministra la potencia y la frecuencia a la que va a funcionar el inductor. Estos parámetros dependerán del proceso en el que deba funcionar la instalación.

Estación de Calentamiento:

Realiza la función de nexo entre el generador y el inductor, para conseguir que este último entregue la potencia y frecuenta que requiere el proceso correspondiente. [pic 30]

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