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El calentamiento por inducción es cada vez más utilizado en diversas industrias como la de engranajes, debido a la serie de ventajas que proporciona a los propietarios, sobre todo en lo relacionado al tratamiento térmico de metales, las cuales vale la pena revisar. Sin embargo, antes de hacer revisión de las ventajas de este método, resulta útil  hacer una revisión de los conceptos básicos de esta tecnología, los cuales vale la pena conocer. Tal será el objetivo de esta nueva entrada de nuestro blog, de modo que puedan conocer más sobre esta maravillosa tecnología que se ha vuelto estándar en muchas operaciones. Sin más que agregar, comencemos con esta publicación que esperamos les sea de utilidad.

El fenómeno del calentamiento mediante inducción comienza al hacer pasar una corriente alterna a través de una bobina con la finalidad de generar un campo magnético. La intensidad de dicho campo creado varía en relación con la intensidad de la corriente que se hace pasar a través de la bobina. Asimismo, el campo es concentrado en el área encerrada por la bobina, mientras que su magnitud depende de la intensidad de la corriente y del número de vueltas presentes en la bobina.  Con respecto a las llamadas corrientes de Foucault involucradas (las cuales son producidas cuando atraviesa un conductor un campo magnético variable), estas son inducidas en cualquier objeto eléctricamente conductor: una barra de metal, por ejemplo, colocada dentro de la bobina. La resistencia eléctrica del material hace que se genere calor en el área donde fluyen las corrientes de Foucault. Al aumentar la fuerza del campo magnético aumenta el efecto de calentamiento; sin embargo, el efecto de calentamiento total también está influenciado por las propiedades magnéticas del objeto y la distancia entre este y la bobina.

calentamiento por induccion

 

Ahora bien, las señaladas corrientes de Foucault pueden crear su propio campo magnético, el cual tiende a oponerse al campo original que es producido por la bobina. Tal oposición evita que el campo original penetre de forma inmediata en el centro del objeto que es encerrado por la bobina. Con respecto a las corrientes de Foucault, estas son más activas cerca de la superficie del objeto que está siendo calentando, aunque se debilitan considerablemente hacia el centro del material.  La distancia desde la superficie del objeto calentado hasta la profundidad donde la densidad de corriente cae al 40% es la profundidad de penetración. Dicha profundidad cambia en relación con diversos parámetros, como los tiempos de calentamiento, el material inicial y la elección de la frecuencia.

Estos son sólo algunos datos técnicos e introductorios sobre el calentamiento por inducción, sin embargo, es posible conocer mejor este proceso a través del conocimiento de los beneficios clave que aporta a diversas industrias donde es utilizado, por ejemplo, para el endurecimiento de diversos tipos de metal. Aunque es plausible el uso de calor para la fundición de metales, el calentamiento mediante inducción es la mejor elección, razón por la que su uso se ha estandarizado. Una vez dicho esto, revisemos algunos de los beneficios principales de este proceso en el endurecimiento de metales que seguro serán de su interés.

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Las características clave del endurecimiento por inducción son ciclos de calentamiento rápidos, patrones de calentamiento precisos, así como núcleos que permanecen relativamente fríos y estables. Tales características permiten minimizar el fenómeno de la distorsión y hacen que los resultados del calentamiento sean sumamente repetibles, lo que reduce el procesamiento posterior al calor, como la molienda. Esto es especialmente cierto cuando se compara el endurecimiento por inducción con la carburación en caja.

El endurecimiento que se obtiene mediante el proceso de calentamiento por inducción también reduce el procesamiento, ya que los cambios de geometría son menores si se comparan con los causados ​​por la carburación. Dichos cambios mínimos significan que la distorsión no debe tenerse en cuenta al hacer el engranaje. Sin embargo, con los engranajes destinados a la carburación a gas, las “compensaciones” que representan distorsión se introducen a menudo en la etapa de diseño. Tales compensaciones intencionales compensan la distorsión causada durante los largos períodos de calor típicos del proceso de carburación.

Ahora bien, la inducción puede calentar zonas localizadas, con precisión en engranajes. Lograr el mismo grado de endurecimiento localizado con la carburación puede ser un procedimiento que requiere de mucho tiempo y de sumo trabajo. Al ser carburadas zonas específicas, como las áreas de los dientes, generalmente es necesario enmascarar el resto del engranaje con recubrimientos de “parada”. Estas máscaras se deben aplicar a todas y cada una de las piezas de trabajo y se deben quitar después del proceso de endurecimiento. Por fortuna, no es necesario tal enmascaramiento con el endurecimiento por inducción.

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A lo dicho hasta aquí, cabe agregar que el endurecimiento que se obtiene mediante el calentamiento por inducción es ideal para la integración en líneas de producción. Este endurecimiento integrado “en línea” es más productivo que los procesos termoquímicos, además, permite minimizar los costos, esto debido a que los engranajes no tienen que ser retirados para un tratamiento térmico separado. De hecho, el calentamiento mediante inducción hace posible la creación de un flujo de producción sin interrupciones a través de las etapas de mecanizado, endurecimiento, enfriamiento, revenido y almacenamiento.

Como puede observarse, el endurecimiento por inducción que permiten tecnologías de calentamiento como las que ponemos a su alcance son sumamente ventajosos, por lo que no es de extrañar que sean demandados con amplitud por diversos sectores industriales, como el de engranajes.

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