Multiphysyical Finite Element Simulation of Contour Induction Hardening of Gears

Il riscaldamento a induzione è stato diffusamente impiegato nel settore dei trattamenti termici di componenti per i settori automobilistico ed aerospaziale, in particolare per la tempra di una vasta varietà di applicazioni. I principali vantaggi legati all’utilizzo di questa tecnologia risiedono nell’elevato grado di ripetibilità ottenibile nel prodotto trattato, unitamente alla elevata velocità ed automazione di trattamento, fattori entrambi in grado di garantire una produzione efficiente e dal ridotto impatto ambientale. Oggigiorno, i metodi numerici si stanno affermando sempre più come principale metodo di analisi, in modo da ottimizzare i principali parametri di processo, anche grazie alla possibilità di accoppiare diverse fisiche tra di loro, risultato che fino a pochi anni fa non sarebbe stato possibile. Scopo di questo lavoro è l’analisi e la modellazione numerica del processo di tempra ad induzione su ruote dentate per l’industria aerospaziale. Nel corso della tesi si mostrerà come, partendo dai modelli elettromagnetici e termici accoppiati, già diffusamente sviluppati negli anni sia a livello di ricerca che a livello industriale, è possibile anche calcolare le trasformazioni di fase che avvengono nell’acciaio nel corso del riscaldamento e del raffreddamento. L’algoritmo sviluppato verrà poi applicato dapprima su di un caso semplice 2D, per poi incrementare la difficoltà (sia computazionale che di processo), applicandolo ad un trattamento di tempra ad induzione di una ruota dentata. I risultati numerici così ottenuti verranno verificati sperimentalmente.