Antes del temple, el alivio de tensiones y el tratamiento térmico preparatorio para mejorar la estructura de la pieza son muy beneficiosos para reducir la deformación por temple.
El pretratamiento incluye generalmente el recocido de esferoidización y el recocido de alivio de tensiones, y algunos utilizan también tratamientos de revenido o normalización.
Durante el proceso de mecanizado mecánico, la superficie de la pieza generará tensiones residuales bajo la influencia de los métodos de mecanizado, el consumo de contraherramienta, la velocidad de corte, etc.
Debido a su distribución desigual, provoca la deformación de la pieza durante el temple. Para eliminar la influencia de estas tensiones, es necesario recocer la pieza una vez antes del temple para aliviar las tensiones. La temperatura de alivio de tensiones recocido suele ser de 500-700 ℃.
Cuando se calienta en un medio de aire, para evitar que la pieza se oxide y descarburice, el recocido puede realizarse a 500-550 ℃, y el tiempo de mantenimiento es generalmente de 2-3 horas.
Hay que tener cuidado al cargar el horno para evitar deformaciones causadas por el peso propio, y las demás operaciones son las mismas que las operaciones generales de recocido.
Este tipo de pretratamiento incluye el recocido de esferoidización, el revenido y la normalización, etc.
(1) Recocido de esferoidización:
El recocido de esferoidización es un proceso indispensable en el tratamiento térmico del acero al carbono para herramientas y del acero aleado para herramientas. La estructura obtenida tras el recocido de esferoidización influye en gran medida en la tendencia a la deformación por temple.
Por lo tanto, la estructura después del recocido puede ajustarse para reducir la deformación de endurecimiento regular de algunas piezas de trabajo.
(2) Otros pretratamientos:
Existen muchos métodos de pretratamiento utilizados para reducir la deformación por temple, como el tratamiento de revenido, el tratamiento de normalización, etc.
Elegir la normalización, el revenido y otros pretratamientos adecuados en función de las razones de la deformación por temple y de los materiales utilizados en la pieza es eficaz para reducir la deformación por temple.
Debe prestarse atención a los efectos adversos de tensión residual y la dureza aumentan después de la normalización en el mecanizado, y al mismo tiempo el tratamiento de revenido puede reducir la expansión durante el endurecimiento del acero que contiene W y Mn, pero no reduce significativamente la deformación del acero como el GCr15.
En la producción real, es importante distinguir las causas de la deformación por temple, es decir, aclarar si la deformación por temple se debe a la tensión residual o a una estructura deficiente.
Sólo así se puede orientar el tratamiento. Si la deformación de endurecimiento está causada por tensiones residuales, debe realizarse un recocido de alivio de tensiones en lugar de pretratamientos como el revenido, que modifican la estructura, y viceversa.
Sólo así se puede lograr el objetivo de reducir la deformación por endurecimiento, reducir el coste y garantizar la calidad.
Las operaciones específicas de los diversos pretratamientos anteriores son las mismas que otras operaciones correspondientes, y no se detallan aquí.
La temperatura de temple influye en gran medida en la distorsión de la pieza durante el temple. La tendencia general de su impacto en la distorsión por temple se muestra en la figura.
Basándonos en la curva mostrada en la figura, podemos reducir la distorsión ajustando la temperatura de temple, o seleccionando y utilizando juiciosamente la tolerancia de mecanizado junto con la temperatura de temple tras las pruebas de tratamiento térmico, reduciendo así la tolerancia de mecanizado posterior.
El impacto de la temperatura de enfriamiento en la distorsión por enfriamiento está relacionado no sólo con el material utilizado en la pieza, sino también con el tamaño y la forma de la pieza.
Incluso cuando las piezas están hechas del mismo material, sus tendencias de distorsión pueden diferir en gran medida cuando sus formas y tamaños varían significativamente. Los operarios deben prestar atención a este aspecto en la producción real.
Además de garantizar que la pieza se calienta a fondo y alcanza la dureza requerida u otras propiedades mecánicas después del temple, la selección del tiempo de mantenimiento también debe tener en cuenta su impacto en la distorsión del temple.
De hecho, si se prolonga el tiempo de mantenimiento del enfriamiento, aumenta la temperatura de enfriamiento. Este efecto es especialmente importante en los aceros con alto contenido en carbono y cromo.
Si la pieza se coloca incorrectamente durante el calentamiento, puede deformarse debido a su propio peso, a la deformación causada por el apriete entre las piezas o al calentamiento y enfriamiento desiguales debidos al apilamiento denso.
Por ejemplo, un resorte Una vez colgada verticalmente, la pieza se calentó en un horno con atmósfera protectora a 860±10℃ durante 30 minutos. Una vez colgada, la pieza se templó verticalmente en aceite refrigerante.
Después del enfriamiento, la longitud total del muelle se redujo en 27 mm, y el paso en la parte superior e inferior se deformó de forma diferente debido a la diferencia de tiempo al entrar en el medio de enfriamiento.
Cambiando el método para colgar horizontalmente el muelle de un eje central en el horno, y manteniendo todos los demás procesos iguales, la distorsión mejoró mucho tras el enfriamiento: el paso era uniforme y la contracción de la longitud total era menor.
Especialmente en el caso de piezas esbeltas, no sólo no deben apilarse densamente de lado en el horno, sino que también debe tenerse en cuenta la posibilidad de deformación causada por la rodadura del medio de calentamiento en el horno de baño salino.
Cuando se cargan piezas esbeltas y ligeras en forma de barra en el horno de baño salino, primero se eleva el horno a una temperatura ligeramente superior a la temperatura de temple, se corta la corriente y, a continuación, se carga la pieza en el horno de baño salino. La carga del horno debe ser constante, y la pieza se calienta sin potencia para reducir su distorsión de temple.
Para piezas con formas complejas y variaciones de espesor significativas, especialmente cuando sus materiales tienen un alto contenido en carbono y elemento de aleación contenido, el proceso de calentamiento debe ser lento y uniforme, aprovechando al máximo el proceso de precalentamiento.
Si un precalentamiento no es suficiente, utilice un precalentamiento secundario o terciario. Para piezas más grandes que siguen deformándose con el precalentamiento, puede utilizarse la protección de caja para calentarlas en un horno de resistencia de tipo caja.
Además de limitar la velocidad de aumento de la temperatura durante el calentamiento, se puede aumentar el proceso isotérmico para reducir la distorsión por enfriamiento provocada por un calentamiento demasiado rápido.
La deformación por enfriamiento rápido se debe principalmente al proceso de enfriamiento. La elección adecuada del medio de enfriamiento, la destreza en el manejo y cada paso del proceso de enfriamiento influyen directamente en la deformación por enfriamiento de la pieza.
Para garantizar que la dureza de la pieza cumple los requisitos de diseño después del temple, debe utilizarse un medio de temple más suave en la medida de lo posible durante el temple.
Por ejemplo, puede ser beneficioso utilizar un medio de baño calentado para el enfriamiento (enderezar la pieza mientras aún está caliente durante el enfriamiento utilizando un medio de baño calentado). En la medida de lo posible, debe utilizarse un enfriamiento por aire o un medio de enfriamiento con una velocidad de enfriamiento intermedia entre la del agua y la del aceite, en lugar de un enfriamiento doble por agua y aceite. enfriamiento en aceite medio.
(1) Enfriamiento por aire:
El enfriamiento por aire es eficaz para reducir la deformación por enfriamiento del acero rápido, el acero al cromo para moldes y el acero microdeformado enfriado por aire.
En el caso del acero 3Cr2W8V, que no requiere una dureza elevada tras el temple, también puede utilizarse el temple al aire para reducir la deformación ajustando adecuadamente la temperatura de temple.
(2) Enfriamiento por aceite:
El aceite es un medio de enfriamiento mucho más lento que el agua. Sin embargo, en el caso de piezas con alta permeabilidad al enfriamiento y tamaño pequeño o forma compleja, la velocidad de enfriamiento del aceite puede seguir considerándose demasiado alta.
En el caso de piezas más grandes con poca permeabilidad al temple, la velocidad de enfriamiento del aceite puede no ser suficiente. Para resolver estas contradicciones y aprovechar al máximo el enfriamiento rápido con aceite para reducir la deformación por enfriamiento rápido de la pieza, se han adoptado medidas como el ajuste de la temperatura del aceite y el aumento de la temperatura de enfriamiento rápido.
(3) Cambio de la temperatura del aceite de enfriamiento:
Existen varios problemas cuando se utiliza aceite de temple para reducir la deformación por temple. Cuando la temperatura del aceite es demasiado baja, la deformación por temple sigue siendo alta, y cuando la temperatura del aceite es demasiado alta, es difícil garantizar la dureza de la pieza tras el temple.
Para algunas piezas, el aumento de la temperatura del aceite de temple puede aumentar la deformación debido a los efectos combinados de la forma y el material. Por lo tanto, es esencial determinar la temperatura del aceite de temple basándose en las condiciones reales del material de la pieza, el tamaño de la sección transversal y la forma mediante experimentación.
Durante el enfriamiento del aceite caliente, para evitar incendios causados por las altas temperaturas del aceite debidas al enfriamiento, debe disponerse del equipo de extinción de incendios necesario cerca del depósito de aceite.
Además, la calidad del aceite de temple debe comprobarse periódicamente, y debe reponerse o sustituirse a su debido tiempo.
(4) Aumento de la temperatura de enfriamiento:
Este método es adecuado para piezas de acero al carbono de sección transversal pequeña y un poco más grandes. acero aleado piezas que no pueden alcanzar la dureza requerida tras el temple en aceite a las temperaturas normales de temple.
Aumentando adecuadamente la temperatura de temple y, a continuación, el temple en aceite, se puede conseguir tanto el endurecimiento como la reducción de la deformación. Preste atención para evitar problemas potenciales como el engrosamiento del grano, la reducción de las propiedades mecánicas y la disminución de la vida útil de la pieza de trabajo causada por el aumento de la temperatura de temple cuando se utiliza este método de temple.
(5) Enfriamiento isotérmico graduado:
Cuando la dureza puede cumplir los requisitos de diseño, el enfriamiento isotérmico graduado del medio de baño calentado debe utilizarse plenamente para reducir la deformación de enfriamiento.
Este método es igualmente eficaz para acero estructural al carbono y acero para herramientas de baja permeabilidad y pequeña sección transversal, especialmente para piezas de trabajo de acero al cromo para moldes y acero rápido de alta permeabilidad.
El método de enfriamiento isotérmico graduado es el método básico de enfriamiento para estos productos. tipos de acero. Del mismo modo, este método también es eficaz para el acero al carbono y el acero estructural de baja aleación con menores requisitos de dureza después del temple.
En el proceso de utilización del temple en baño caliente, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:
La destreza de las operaciones durante el proceso de enfriamiento influye enormemente en la distorsión resultante del temple, especialmente cuando se utilizan medios de temple como el agua o el aceite, donde la destreza operativa es aún más crucial.
(1) Dirección correcta para la inmersión en el medio de enfriamiento:
Por lo general, las piezas de sección transversal simétrica y alargada en forma de barra se sumergen verticalmente en el medio de enfriamiento, mientras que las piezas asimétricas pueden sumergirse diagonalmente.
La dirección correcta de inmersión es aquella que permite el enfriamiento uniforme de todas las partes de la pieza. Las partes de enfriamiento más lento deben sumergirse primero en el medio de temple, seguidas de las partes de enfriamiento más rápido.
En la producción real, es importante prestar atención al impacto de la forma de la pieza en la velocidad de enfriamiento. Una mayor superficie de la pieza no implica necesariamente un enfriamiento más rápido, sobre todo si la forma de esa pieza es compleja.
Un enfriamiento desigual podría dar lugar a velocidades de enfriamiento más lentas que las piezas con superficies más pequeñas. Por lo tanto, la dirección de entrada en el medio de enfriamiento debe determinarse en función de la forma específica de la pieza.
(2) Movimiento de la pieza en el medio de enfriamiento:
Las piezas de enfriamiento más lento deben moverse en contra del flujo de agua. Las piezas simétricas deben moverse en una ruta simétrica y uniforme en el agua, con pequeña amplitud de movimiento y alta velocidad.
Las piezas delgadas y alargadas deben permanecer estables cuando se sumergen en el medio de temple, y no deben balancearse. Este tipo de piezas se templan mejor con pinzas en lugar de atarlas con alambre.
(3) Velocidad de inmersión de la pieza en el medio de temple:
La velocidad de inmersión de la pieza en el medio de temple debe ser rápida. Especialmente en el caso de piezas tubulares alargadas, las velocidades de inmersión lentas pueden provocar un aumento de la flexión y la distorsión, y causar una mayor diferencia de distorsión entre las partes de la pieza tubular que se sumergen en primer y último lugar.
(4) Refrigeración con protección añadida:
Las piezas de trabajo con diferencias significativas en las dimensiones de la sección transversal deben tener las partes de enfriamiento más rápido atadas y protegidas con materiales como cuerda de amianto o chapa metálica para reducir la velocidad de enfriamiento de estas piezas, garantizando así un enfriamiento uniforme de todas las partes de la pieza.
(5) Tiempo de enfriamiento de la pieza en agua:
Para piezas principalmente deformadas debido a tensión internaEl tiempo de enfriamiento en agua puede acortarse. Por el contrario, en el caso de piezas que se deforman principalmente debido a la tensión térmica, el tiempo de enfriamiento en agua puede prolongarse adecuadamente para reducir la deformación tras el enfriamiento rápido.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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