Trattamento termico del bagno di sale

Panoramica del processo di trattamento termico del bagno di sale

Il trattamento termico del bagno di sale richiede l'immersione di parti metalliche in un bagno di sali fusi a una temperatura controllata con precisione. Questo processo consente un riscaldamento uniforme, tempra rapida e controllata e proprietà metallurgiche migliorate. Le fasi chiave del processo di trattamento termico del bagno di sale sono le stesse:

1. Riscaldamento a bagno di sale:

• I componenti metallici sono immersi in un bagno di sale fuso alla temperatura di austenitico richiesta, che vanno da 850 °C a 1,200 °C (da 1,562 a 2,192 ° f), A seconda del materiale trattato e delle proprietà richieste.

• Il sale fuso funziona come un mezzo efficiente per trasferire il calore alle parti, garantire la distribuzione uniforme della temperatura e prevenire le sfumature termiche. Questa uniformità riduce il rischio di deformazione o distorsione, che può funzionare con un riscaldamento irregolare nei forni tradizionali.

2. Periodo di ammollo (tenuta):

• Una volta completata la temperatura richiesta, i componenti vengono tenuti a tale temperatura per una durata specifica. Questo periodo di ammollo garantisce che la parte raggiunge la microstruttura richiesta in tutto il materiale, come una fase completamente austenitico in acciaio, che è critica per la tempra e l'indurimento.

3. Tempra (raffreddamento) in sale fuso:

• Dopo il riscaldamento, le parti vengono rapidamente temprate in un diverso bagno di sale a una temperatura inferiore o nello stesso bagno dopo che è stato leggermente raffreddato.

• La tempra del bagno di sale fornisce un raffreddamento rapido, che è critico per indurire il materiale. Il mezzo salino offre una tempra più rapida rispetto all'aria, con una maggiore durezza e finitura superficiale.

4. Post-trattamento (opzionale):

• In alcuni casi, processi aggiuntivi come tempera, antistress o indurimento superficiale possono essere applicati dopo il trattamento termico del bagno di sale per ottenere le proprietà meccaniche finali.

• Il Post-trattamento può anche includere un processo di raffreddamento controllato per alleviare qualsiasi stress residuo e migliorare la stabilità dimensionale della parte.

Tipi di bagni di sale utilizzati nel trattamento termico

Diversi tipi di sali fusi vengono utilizzati nel trattamento termico del bagno di sale, ciascuno offre vantaggi diversi in base al materiale trattato e ai risultati richiesti:

Bagni di sale a base di cloruro:
Questi sono i sali più comuni utilizzati nel trattamento termico, che offrono un eccellente trasferimento di calore e un'elevata stabilità termica. I sali comuni in questa categoria includono cloruro di sodio (NaCl) e cloruro di potassio (KCl). Sono ideali per tempra acciaio e leghe.

Bagni di sale a base di nitrato:
I sali di nitrato, come nitrato di sodio (NaNO3) e nitrato di potassio (KNO3), vengono spesso utilizzati per acciai in lega specifici, che offrono tassi di raffreddamento più rapidi e un controllo superiore sul processo di tempra. I bagni di nitrato sono particolarmente utili per i processi di carburazione o carbonizzazione.

Bagni di sale a base di bromuro:
Questi sali sono meno comunemente usati ma forniscono eccellenti capacità di tempra e possono essere utilizzati per materiali che richiedono trattamenti ad alta temperatura e alta precisione.

Bagni di sale misto:
A volte viene utilizzata una miscela di sali per ottenere le proprietà di trasferimento di calore, le velocità di raffreddamento e la stabilità della temperatura richieste per applicazioni specifiche.

Vantaggi del trattamento termico del bagno di sale per getti e forgiati

Il trattamento termico del bagno di sale fornisce una varietà di vantaggi, lo rende una scelta ideale per molte applicazioni industriali, in particolare per getti e forgiati. Alcuni dei vantaggi chiave includono:

1. Riscaldamento uniforme e controllo della temperatura:

• I bagni di sale forniscono un riscaldamento più uniforme rispetto ai forni tradizionali, riducendo il rischio di gradienti termici che potrebbero generare distorsione, screpolature o durezza irregolare. Questo è particolarmente importante per colate e forgiate grandi o complesse, che possono essere soggette a deformazioni nei metodi tradizionali.

2. Riscaldamento e tempra più veloci:

• L'alta conduttività termica dei sali fusi consente un riscaldamento e un raffreddamento più rapidi, con tempi di lavorazione più brevi rispetto ad altri metodi di trattamento termico. Questo può migliorare in modo significativo l'efficienza produttiva mantenendo risultati di alta qualità.

3. Miglioramento della durezza e della superficie QuAlity:

• La tempra del bagno di sale produce un indurimento più uniforme del materiale, che porta a un profilo di durezza più coerente in tutta la parte. Il raffreddamento rapido fornito dai bagni di sale produce anche una finitura superficiale più liscia rispetto al raffreddamento ad aria, riducendo al minimo la necessità di processi di finitura superficiale aggiuntivi.

4. ossidazione e decarburazione ridotte:

• I bagni di sale possono ridurre al minimo ossidazione e decarburazione, che sono problemi comuni durante il trattamento termico dei materiali nell'aria. Il bagno di sale crea un ambiente inerte che riduce la formazione di scala e preserva l'integrità della superficie del materiale, garantisce un prodotto finito di alta qualità.

5. Distorsione e Stress ridotti:

• Il processo di raffreddamento controllato e uniforme nel trattamento termico del bagno di sale aiuta a ridurre il rischio di deformazione o screpolature in getti e forgiati complessi o a parete sottile. Il processo di tempra può essere personalizzato in base alle esigenze specifiche del materiale, riducendo lo stress residuo e previene la distorsione durante il trattamento.

6. Efficienza energetica:

• I forni a bagno di sale sono in genere più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai metodi di riscaldamento del forno tradizionale a causa delle proprietà di trasferimento di calore superiori dei sali fusi. Questo porta a un ridotto consumo energetico e a costi operativi inferiori per i processi di trattamento termico.

7. Finitura superficiale di alta qualità:

• La velocità di raffreddamento è uniforme e veloce, il processo del bagno di sale riduce il presenza di imperfezioni superficiali come il ridimensionamento o la denocciolatura, con una finitura superficiale più pulita. Questo è particolarmente vantaggioso per le parti ad alta precisione.

8. Flessibilità nei parametri di trattamento:

• Le tariffe di temperatura e raffreddamento nel trattamento termico del bagno di sale possono essere controllate con precisione, tenendo conto di un alto grado di personalizzazione basato sul materiale e sulle proprietà meccaniche richieste. Questo rende il trattamento termico del bagno di sale ideale per un'ampia gamma di leghe, da acciai al carbonio semplici a acciai e getti ad alta lega.

Applicazioni del trattamento termico del bagno di sale per getti e forgiati

Il trattamento termico del bagno di sale è ampiamente utilizzato nelle industrie che richiedono precisione, alte prestazioni e consistenza per getti e forgiati. Le applicazioni classiche includono:

1. Industria automobilistica:

Ingranaggi e parti di trasmissione:
Il trattamento termico del bagno di sale è comunemente utilizzato per indurire ingranaggi automobilistici, alberi e componenti di trasmissione, migliorare la resistenza all'usura e la resistenza alla fatica pur mantenendo la stabilità dimensionale.

Componenti e assi di sospensione:
Componenti come bracci di controllo, alberi dell'asse e molle di sospensione benefici da una maggiore resistenza e tenacità attraverso il trattamento termico del bagno di sale.

2. Attrezzature pesanti e miniere:

Parti di usura:
La tempra del bagno di sale viene spesso utilizzata per la produzione di parti resistenti all'usura come trapani da miniera, ganasce di frantumazione e altri componenti ad alta resistenza.

Cilindri, perni e boccole:
Il trattamento termico del bagno di sale garantisce durata e resistenza all'usura per componenti esposti a condizioni operative difficili in macchinari pesanti e attrezzature minerarie.

3. Utensili e stampi:

Getti fustellati e inserti per stampi:
Gli acciai per utensili e altre leghe utilizzati per matrici e stampi sono spesso trattati con la tempra del bagno di sale per raggiungere la durezza e la resistenza all'usura richieste, garantire una lunga durata degli attrezzi e un'elevata precisione nella produzione.

Utensili da taglio e matrici:
Utensili da taglio come trapani, frese e matrici per il trattamento termico del bagno di sale per ottenere una durezza superiore, resistenza all'usura e tenacità.

4. Applicazioni industriali generali:

Elementi di fissaggio e componenti strutturali:
Il trattamento termico del bagno di sale è comunemente utilizzato per componenti di piccole e medie dimensioni come bulloni, dadi e parti strutturali che richiedono maggiore resistenza, durezza e resistenza alla corrosione.

Valvole e componenti della pompa:
La tempra del bagno di sale migliora le proprietà meccaniche di componenti come corpi valvole, parti della pompa e altri componenti critici nei sistemi di movimentazione dei fluidi.