Indurimento della cassa in carbonio

Obiettivo di indurimento della cassa in carbonio per getti e forgiati

Gli obiettivi principali dell'indurimento della custodia in carbonio sono:

• Durezza superficiale e resistenza all'usura: per aumentare la durezza e la resistenza all'usura della superficie del componente, ideale per parti esposte all'abrasione, all'attrito e all'usura.

• Resistenza alla fatica: per migliorare la capacità del componente di resistere al carico ciclico, riducendo il rischio di guasto dalla fatica.

• Tenacità del nucleo: per mantenere la tenacità e la duttilità del materiale del nucleo, fornendo un centro resistente agli urti e resistente agli urti, mentre offre un esterno temprato e resistente all'usura.

• Longevità migliorata: per prolungare la vita dei componenti creando uno strato di superficie dura che resiste all'usura e riduce al minimo il rischio di degradazione superficiale.

• Indurimento selettivo: per indurire in modo selettivo le aree specifiche di una parte, per adattarlo a componenti con requisiti di durezza variabili in diverse aree.

Il processo di tempra della cassa in carbonio per getti e forgiati

Il processo di tempra della cassa in carbonio richiede diverse fasi chiave:

1. Preparazione:

• La colata o la forgiatura viene pulita per rimuovere qualsiasi ossido, grasso o contaminanti che potrebbero entrare in contatto con il processo di carburazione. Questo può includere sabbiatura, pulizia ad ultrasuoni o pulizia chimica, a seconda della difficoltà e del materiale della parte.

2. Carburazione:

• Il componente viene riscaldato in un ambiente di carburazione-in genere un gas ricco di carbonio, come metano, propano o monossido di carbonio, o un mezzo di carburazione solido, come carbone o grafite. Questo processo di riscaldamento viene condotto a temperature tra 850 ° c a 1,000 ° c (da 1,562 a 1,832 ° f).

• L'atmosfera di carburazione consente agli atomee di carbonio di connettersi nella superficie del materiale. Il contenuto di carbonio dello strato esterno viene aumentato, creando una "custodia" temprata mentre il nucleo interno mantiene il suo contenuto di carbonio originale e la tenacità.

3. Ammollo:

• Una volta che il componente ha raggiunto la temperatura di carburazione richiesta, viene tenuto a tale temperatura per un periodo specifico, noto come tempo di ammollo. Il periodo di ammollo consente al carbonio di adattarsi alla superficie a una profondità che soddisfa i requisiti di durezza e resistenza all'usura.

• La profondità della custodia può variare a seconda del materiale e dell'applicazione progettata, in genere da 0.5mm a 3mm (0.02 pollici a 0.12 pollici) per la maggior parte delle parti, anche se è possibile realizzare casi più profondi per applicazioni specifiche.

4. Tempra:

• Dopo la carburazione, il componente viene rapidamente raffreddato (temprato) in un mezzo liquido come olio, acqua o salamoia. Il raffreddamento rapido fa sì che la superficie esterna, che ha un contenuto di carbonio più elevato, si trasforma in una microstruttura martensitica, aumentando la durezza della superficie.

• La tempra aiuta anche a bloccare le proprietà del materiale richieste bloccando rapidamente gli atomee di carbonio nella struttura, creando una custodia resistente all'usura.

5. Tempera (opzionale):

• Dopo la tempra, la parte è spesso temperata per ridurre la fragili nella superficie temprata e raggiungere l'equilibrio desiderato di durezza e tenacità.

• Il processo di tempera richiede di riscaldare la parte a una temperatura inferiore (in genere da 150 ° c a 650 ° c o da 302 ° f a 1,202 ° f), mantenerlo per un periodo specifico, E quindi consente di raffreddare lentamente. Questo aiuta a migliorare la tenacità generale della custodia pur mantenendo i benefici della durezza della superficie.

6. Finitura Post-trattamento:

• Dopo la tempera (se necessario), il componente può essere oggetto di processi aggiuntivi come levigatura o lucidatura per raggiungere le dimensioni finali e la finitura superficiale. Questo garantisce che la parte soddisfa le tolleranza richieste e la qualità della superficie per la sua applicazione.

Vantaggi della custodia in carbonio indurente per getti e forgiati

1. Durezza superficiale migliorata e resistenza all'usura:

• L'indurimento della cassa in carbonio migliora in modo significativo la durezza della superficie del componente, rendendo ideale le parti che vivono in un'elevata usura e abrasione. La custodia temprata resiste alla degradazione della superficie, fornendo una protezione di lunga durata contro le frictIoni, erosione e altri danni correlati all'usura.

2. Maggiore resistenza alla fatica:

• Creando un nucleo resistente e una superficie dura e resistente all'usura, l'indurimento della custodia in carbonio migliora la resistenza alla fatica del componente. Questo rende il processo particolarmente vantaggioso per le parti esposte a carico e scarico ripetuti, come ingranaggi, alberi a camme e alberi motore.

3. Mantenimento della tenacità del nucleo:

• Uno dei principali vantaggi dell'indurimento della custodia in carbonio è che consente al componente di mantenere un nucleo resistente e duttile e di fornire un esterno resistente all'usura. Questo materiale a doppia proprietà è ideale per parti che hanno bisogno di resistere agli urti e ai carichi d'urto e resiste all'usura superficiale e alla fatica.

4. Indurimento selettivo:

• L'indurimento della cassa in carbonio consente un indurimento selettivo di aree specifiche di un componente, il che è vantaggioso per le parti che vivono in condizioni di stress variabili in diverse aree. Ad esempio, le marce possono essere temprate in caso nelle aree dei denti, con l'esperienza di usura più alta, mentre il nucleo dell'ingranaggio rimane resistente per resistere alle forze di piegatura.

5. Miglioramento della longevità dei componenti:

• Lo strato esterno temprato estende la durata utile dei componenti previene l'usura e riduce la possibilità di guasti correlati alla superficie. Questo è particolarmente importante nelle applicazioni ad alte prestazioni, dove è indispensabile l'affidabilità dei componenti per garantire il tempo di aggiornamento del sistema e prevenire riparazioni costose.

6. Processo conveniente:

• L'indurimento della cassa in carbonio è un metodo abbastanza conveniente per migliorare le proprietà dei getti e dei pezzi fucinati. Fornisce un miglioramento sostanziale della resistenza all'usura e della resistenza alla fatica senza la necessità di costose leghe o trattamenti termici complessi.

Applicazioni di indurimento della cassa in carbonio per getti e forgiati

L'indurimento della cassa in carbonio è ampiamente utilizzato nelle industrie in cui le parti sono soggette ad alta usura, fatica e carico meccanico. Alcune delle applicazioni più comuni includono:

Industria automobilistica:

Ingranaggi, alberi a camme, alberi motore, alberi dell'asse e altri componenti del treno di trasmissione che richiedono elevata resistenza all'usura e resistenza alla fatica.

Sedi valvole, bilancieri e componenti che hanno bisogno di resistere all'usura e alla degradazione superficiale pur mantenendo un nucleo resistente.

Macchinari pesanti:

Componenti come ingranaggi, assi, alberi e altre parti utilizzate nella costruzione, nelle miniere e nelle macchine agricole, dove è necessaria un'elevata resistenza all'usura per il funzionamento a lungo termine in ambienti difficili.

Settore energetico:

Apparecchiature per la generazione di energia, come parti di turbine e valvole di pressione, che richiedono un'elevata durezza superficiale per un servizio prolungato con stress termici e meccanici estremi.

Utensili e matrici:

Matrici, stampi e componenti per utensili utilizzati nella formatura, stampaggio e stampaggio ad iniezione di metalli, dove la durezza della superficie è vitale.