التبريد عالي التردد هو عملية تقوية سطحية تستخدم الحث الكهرومغناطيسي لتسخين سطح الترس بسرعة إلى درجة حرارته الحرجة (عادةً 800-950 درجة مئوية)، يليها تبريد فوري في الماء أو الزيت. ينتج عن ذلك طبقة مارتنسيتية مُقسّاة تُحسّن بشكل كبير صلابة السطح ومقاومة التآكل دون المساس بمتانة قلب الترس. مع تزايد طلب الصناعات على أداء أعلى في التطبيقات المدمجة ذات عزم الدوران العالي، أصبحت التروس المُقسّاة عالية التردد ضرورية في صناعات السيارات والتعدين والطاقة والمعدات الدقيقة.

فوائد الأداء الأساسي

1. صلابة سطحية فائقة ومقاومة عالية للتآكل
من خلال التسخين السريع لسطح سن الترس وتبريده، تتشكل طبقة مارتنسيتية صلبة بصلابة HRC 55-62 (كما هو شائع في فولاذ 40Cr أو 42CrMo).

• تتحسن مقاومة التآكل بأكثر من 50%

• لا تتجاوز نسبة تآكل السطح 30-50% مقارنة بالتروس التقليدية غير المعالجة

• مثالية للبيئات ذات الاحتكاك العالي مثل علب التروس الثقيلة وآلات التعدين

2. قوة تحمل عالية للإجهاد
تؤدي عملية التبريد السريع إلى إجهاد متبقٍ ضاغط في الطبقة المتصلبة، مما يمنع بدء نمو الشقوق السطحية.

• يزداد حد الإرهاق بنسبة 20-30%

• فعلى سبيل المثال، يمكن أن تصل تروس العمود الرئيسي لتوربينات الرياح المصنوعة من سبيكة 42CrMo إلى عمر خدمة يبلغ 20 عامًا.

3. الحفاظ على صلابة اللب
يتم تقوية الطبقة الخارجية فقط (عادةً 0.2-5 مم)، بينما يظل اللب مرنًا ومقاومًا للصدمات.

• تضمن هذه الخاصية المزدوجة متانة السطح ومقاومة الكسر تحت تأثير الأحمال الصدمية.

• تُستخدم على نطاق واسع في تروس محاور السيارات والمكونات المعرضة للصدمات

مزايا التحكم في العمليات

1. التصلب الموضعي الدقيق
يمكن لهذه العملية استهداف أسنان فردية أو مناطق محددة على سطح الترس، مما يجعلها مناسبة للملفات المعقدة مثل التروس الكوكبية والأشكال غير القياسية.

• يمكن تعديل عمق التصلب عن طريق التردد والطاقة والوقت

• يُمكّن من معالجة التطبيقات المحددة بأقل قدر من التشوه

2. كفاءة عالية وتوفير في الطاقة
تستغرق العملية بأكملها بضع ثوانٍ إلى عشرات الثواني فقط، مما يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 30٪ مقارنة بالطرق التقليدية.

• متوافق مع خطوط الإنتاج الآلية التي تستخدم المناولة الروبوتية

• مناسب تمامًا للتصنيع على نطاق واسع

3. تشوه منخفض
يقلل التسخين الموضعي والسريع من التشوه الحراري.

• يمكن التحكم في انحراف الاستدارة في حدود ≤0.01 مم للتروس الدقيقة (مثل تروس مغزل CNC).

• في حين أن التبريد بالليزر يوفر تشوهًا أقل، إلا أن التبريد عالي التردد أكثر فعالية من حيث التكلفة ويوفر مرونة أكبر في العمق

الكفاءة في استخدام المواد والتكلفة

1. توافق واسع مع المواد
ينطبق على الفولاذ متوسط ​​وعالي الكربون والفولاذ السبائكي الذي يحتوي على نسبة كربون ≥0.35%، مثل S45C و40Cr و42CrMo.

• يدعم مجموعة واسعة من تطبيقات المعدات الصناعية

2. نسبة أداء التكلفة المتميزة
يسمح التبريد عالي التردد باستخدام مواد أكثر اقتصادية (على سبيل المثال، استبدال 40CrNiMoA)، مما يقلل تكاليف المواد بنسبة 20-30٪.

• الحاجة إلى عمليات تشغيل أقل بعد المعالجة

• تساهم دورات الإنتاج الأقصر في تحسين كفاءة التصنيع بشكل عام

التطبيقات النموذجية

تُستخدم التروس المُقسّاة بتردد عالٍ على نطاق واسع في العديد من الصناعات نظرًا لصلابتها السطحية الممتازة، ومقاومتها للتآكل، وقوة تحملها للإجهاد.قطاع السياراتتُستخدم هذه القطع في تروس ناقل الحركة المصنوعة من فولاذ 40Cr، والقادرة على العمل لمسافة تصل إلى 150,000 كيلومتر، وكذلك في أعمدة الكرنك للمحركات عالية الأداء.الآلات الثقيلة، يتم استخدام هذه التروس في أعمدة الكسارات التعدينية حيث تصل صلابة السطح إلى HRC 52 وتتجاوز قوة إجهاد الانحناء 450 ميجا باسكال.

In معدات دقيقةفي مجالات مثل أدوات آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC)، يمكن لتروس المغزل المصنوعة من سبيكة 42CrMo أن تعمل لأكثر من 5000 ساعة دون تشوه. كما أنها مكونات أساسية في الأعمدة الرئيسية لتوربينات الرياح، حيث تُعد الموثوقية وطول العمر من العوامل الحاسمة. في مجالاتالنقل بالسكك الحديدية والروبوتاتتُستخدم عملية التبريد عالي التردد لتحسين أنظمة علب التروس في القطارات عالية السرعة والروبوتات، بالإضافة إلى تقوية أنظمة البراغي الدوارة الكوكبية.

التوقعات المستقبلية

بفضل مزيجها من السطح المقوى واللب الصلب، تُعدّ التروس المُقسّاة بتردد عالٍ لا غنى عنها في التطبيقات التي تتطلب أحمالًا عالية وسرعات عالية ودقة متناهية. وبفضل مرونة عملية تصنيعها، وقلة تشوهها، وكفاءتها من حيث التكلفة، لا تزال الخيار الأمثل في قطاعات السيارات ومعدات الطاقة والآلات الدقيقة.

ستركز التطورات المستقبلية على ما يلي:

• دمج عناصر التحكم الرقمية لزيادة تحسين دقة العملية

• تطوير أساليب قصيرة وصديقة للبيئة لتقليل استهلاك الطاقة والانبعاثات