Come funziona il processo di scansione seamless di SAET per i grandi cuscinetti volventi?
Quali sono le peculiarità del processo seamless di SAET?
Gli induttori di preriscaldo, cioè due induttori su ciascuna testa di riscaldamento, ciascuno alimentato in modo indipendente, e la bassa frequenza.
Le condizioni operative dei grandi cuscinetti richiedono che la superficie dell’anello presenti uno strato temprato con proprietà meccaniche uniformi lungo tutta la circonferenza. Una zona morbida, con minore durezza superficiale e resistenza meccanica, costituirebbe un’area maggiormente soggetta a usura e quindi una zona privilegiata per l’innesco e la propagazione delle cricche. Un semplice processo di riscaldamento a scansione creerebbe una zona morbida nel punto in cui la fine del percorso di scansione si sovrappone al punto iniziale. La tecnologia brevettata SAET di scansione seamless consente un processo di tempra a induzione privo di zone morbide.
La macchina seamless SAET è dotata di due teste di riscaldamento che si muovono attorno al cuscinetto. Ogni testa di riscaldamento è equipaggiata con due bobine, una bobina di preriscaldo e una bobina di riscaldamento, alimentate da due sorgenti di potenza indipendenti. L’operazione di preriscaldo consente di ottenere elevate profondità di tempra mantenendo una buona velocità di scansione. Una frequenza di riscaldamento nel range 1-5 kHz è la più adatta per elevate profondità di tempra.
Nella Fig. 1a è mostrato uno schema delle posizioni delle teste di riscaldamento nelle diverse fasi del processo. Il riscaldamento inizia in un punto dell’anello con le due teste di riscaldamento vicine tra loro per creare una zona calda, chiamata zona iniziale (start zone) (Fig.1a). Quando la zona iniziale raggiunge la temperatura di tempra, le due teste di riscaldamento si allontanano aprendosi in direzioni opposte. Ciascuna testa di riscaldamento si muove attorno all’anello coprendo metà della circonferenza del cuscinetto mentre esegue il riscaldamento in modalità scanning (Fig.1b).
La velocità di scansione e la potenza di riscaldamento vengono impostate per ottenere la profondità di tempra desiderata. Durante la scansione, i dispositivi di raffreddamento installati sulle teste di riscaldamento raffreddano la superficie riscaldata dalle coppie di bobine.
Le teste di riscaldamento si muovono verso la regione del cuscinetto opposta alla zona iniziale, chiamata zona finale (end zone). Quando le due teste di riscaldamento si avvicinano tra loro, le bobine di preriscaldo delle due coppie vengono disattivate e allontanate dalla superficie del cuscinetto (Fig.1c).
Quando le due bobine di riscaldamento diventano adiacenti tra loro (Fig.1d), l’alimentazione viene disattivata e l’ultima porzione della pista riscaldata viene rapidamente raffreddata tramite il sistema di tempra a doccia.
I parametri di processo, la geometria delle bobine e dei sistemi di raffreddamento, così come i concentratori di flusso del campo magnetico, vengono sviluppati per ogni specifica forma dell’anello del cuscinetto e per ogni lega di acciaio. Mantenere un traferro costante tra le bobine e la superficie del cuscinetto è fondamentale per ottenere un pattern di riscaldamento uniforme. Durante il riscaldamento a scansione, si verificano deformazioni nel cuscinetto dovute alla progressiva trasformazione di fase dell’acciaio. Un sistema meccanico di tracking regola la posizione delle bobine per compensare la deformazione dell’anello e garantire così un traferro costante.