Introducción a los procesos comunes de tratamiento térmico para cadenas de rodillos

Introducción a los procesos comunes de tratamiento térmico para cadenas de rodillos
En el proceso de fabricación de cadenas de rodillos, el tratamiento térmico es fundamental para mejorar su rendimiento. Mediante el tratamiento térmico, se pueden mejorar significativamente la resistencia, dureza, resistencia al desgaste y tenacidad de las cadenas, prolongando así su vida útil y cumpliendo con los requisitos de uso en diversas condiciones de trabajo complejas. A continuación, se presenta una introducción detallada a varios procesos comunes de tratamiento térmico para cadenas de rodillos:

I. Proceso de temple y revenido
(I) Enfriamiento
El temple es un proceso que consiste en calentar la cadena de rodillos a una temperatura determinada (generalmente superior a Ac3 o Ac1), mantenerla caliente durante un tiempo determinado y luego enfriarla rápidamente. Su objetivo es que la cadena adquiera una estructura martensítica de alta dureza y resistencia. Los medios de temple más comunes son el agua, el aceite y el agua salada. El agua se enfría rápidamente y es adecuada para cadenas de rodillos de formas simples y tamaños pequeños; el aceite se enfría relativamente lentamente y es adecuado para cadenas de rodillos de formas complejas y tamaños grandes.
(II) Templado
El revenido es un proceso que consiste en recalentar la cadena de rodillos templada a una temperatura determinada (normalmente inferior a Ac1), manteniéndola caliente y enfriándola posteriormente. Su finalidad es eliminar la tensión interna generada durante el proceso de revenido, ajustar la dureza y mejorar la tenacidad. Según la temperatura de revenido, se puede dividir en revenido a baja temperatura (150℃-250℃), revenido a temperatura media (350℃-500℃) y revenido a temperatura alta (500℃-650℃). El revenido a baja temperatura permite obtener una estructura de martensita templada con alta dureza y buena tenacidad; el revenido a temperatura media permite obtener una estructura de troostita templada con alto límite elástico, buena plasticidad y tenacidad; y el revenido a temperatura alta permite obtener una estructura de troostita templada con buenas propiedades mecánicas integrales.

2. Proceso de carburación
La carburación consiste en hacer que los átomos de carbono penetren en la superficie de la cadena de rodillos para formar una capa carburizada con alto contenido de carbono, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste, mientras que el núcleo conserva la tenacidad del acero con bajo contenido de carbono. Los procesos de carburación incluyen la carburación sólida, la carburación gaseosa y la carburación líquida. Entre ellos, la carburación gaseosa es el más utilizado. Al colocar la cadena de rodillos en una atmósfera carburante, los átomos de carbono se infiltran en la superficie a una temperatura y un tiempo determinados. Tras la carburación, suele ser necesario el temple y el revenido a baja temperatura para mejorar aún más la dureza superficial y la resistencia al desgaste.

3. Proceso de nitruración
La nitruración consiste en infiltrar átomos de nitrógeno en la superficie de la cadena de rodillos para formar nitruros, mejorando así la dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga. El proceso de nitruración incluye la nitruración gaseosa, la nitruración iónica y la nitruración líquida. La nitruración gaseosa consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera con nitrógeno y, a una temperatura y tiempo determinados, permitir que los átomos de nitrógeno se infiltren en su superficie. Tras la nitruración, la cadena de rodillos presenta una alta dureza superficial, buena resistencia al desgaste y una baja deformación, lo que la hace adecuada para cadenas de rodillos con formas complejas.

4. Proceso de carbonitruración
La carbonitruración consiste en infiltrar simultáneamente carbono y nitrógeno en la superficie de la cadena de rodillos para formar carbonitruros, mejorando así la dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga. El proceso de carbonitruración incluye la carbonitruración gaseosa y la carbonitruración líquida. La carbonitruración gaseosa consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene carbono y nitrógeno, y a una temperatura y tiempo determinados, permitir que el carbono y el nitrógeno se infiltren simultáneamente en la superficie. Tras la carbonitruración, la cadena de rodillos presenta una alta dureza superficial, buena resistencia al desgaste y un buen rendimiento anti-mordida.

5. Proceso de recocido
El recocido es un proceso en el que la cadena de rodillos se calienta a una temperatura determinada (generalmente entre 30 y 50 °C por encima de Ac3), se mantiene caliente durante un tiempo determinado, se enfría lentamente por debajo de 500 °C en el horno y, finalmente, se enfría al aire. Su objetivo es reducir la dureza, mejorar la plasticidad y la tenacidad, y facilitar el procesamiento y el posterior tratamiento térmico. Tras el recocido, la cadena de rodillos presenta una estructura uniforme y una dureza moderada, lo que mejora el rendimiento de corte.

6. Proceso de normalización
La normalización es un proceso en el que la cadena de rodillos se calienta a una temperatura determinada (generalmente superior a Ac3 o Acm), se mantiene caliente, se retira del horno y se enfría al aire. Su objetivo es refinar los granos, uniformizar la estructura, mejorar la dureza y la resistencia, y optimizar el rendimiento de corte. Tras la normalización, la cadena de rodillos presenta una estructura uniforme y una dureza moderada, lo que puede utilizarse como tratamiento térmico final o preliminar.

7. Proceso de tratamiento del envejecimiento
El tratamiento de envejecimiento es un proceso en el que la cadena de rodillos se calienta a una temperatura determinada, se mantiene caliente durante un tiempo determinado y luego se enfría. Su objetivo es eliminar la tensión residual, estabilizar el tamaño y mejorar la resistencia y la dureza. El tratamiento de envejecimiento se divide en envejecimiento natural y envejecimiento artificial. El envejecimiento natural consiste en mantener la cadena de rodillos a temperatura ambiente o en condiciones naturales durante un tiempo prolongado para eliminar gradualmente la tensión residual; el envejecimiento artificial consiste en calentar la cadena de rodillos a una temperatura más alta y realizar el tratamiento de envejecimiento en un tiempo más corto.

8. Proceso de temple superficial
El temple superficial es un proceso que consiste en calentar la superficie de la cadena de rodillos a una temperatura determinada y enfriarla rápidamente. Su objetivo es mejorar la dureza superficial y la resistencia al desgaste, manteniendo el núcleo con una buena tenacidad. Los procesos de temple superficial incluyen el calentamiento por inducción, el calentamiento por llama y el calentamiento por contacto eléctrico. El calentamiento por inducción aprovecha el calor generado por la corriente inducida para calentar la superficie de la cadena de rodillos, lo que ofrece las ventajas de un calentamiento rápido, una buena calidad de temple y una deformación mínima.

9. Proceso de refuerzo de superficies
El proceso de refuerzo superficial consiste en formar una capa de refuerzo con propiedades especiales en la superficie de la cadena de rodillos mediante métodos físicos o químicos, mejorando así la dureza superficial, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga. Los procesos de refuerzo superficial más comunes incluyen el granallado, el refuerzo por laminación y el refuerzo por infiltración de metal, entre otros. El granallado consiste en utilizar granalla de alta velocidad para impactar la superficie de la cadena de rodillos, generando una tensión de compresión residual en la superficie, mejorando así la resistencia a la fatiga. El refuerzo por laminación consiste en utilizar herramientas de laminación para laminar la superficie de la cadena de rodillos, de modo que la superficie experimente una deformación plástica, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste.

10. Proceso de boruro
La boruración consiste en infiltrar átomos de boro en la superficie de la cadena de rodillos para formar boruros, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste. Los procesos de boruración incluyen la boruración por gas y la boruración por líquido. La boruración por gas consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene boro y, a una temperatura y tiempo determinados, permitir que los átomos de boro se infiltren en la superficie. Tras la boruración, la cadena de rodillos presenta una alta dureza superficial, buena resistencia al desgaste y un buen rendimiento antimordida.

11. Proceso de tratamiento térmico de temple secundario compuesto
El tratamiento térmico de temple secundario compuesto es un proceso avanzado que mejora significativamente el rendimiento de las cadenas de rodillos mediante dos procesos de temple y revenido. Este proceso suele incluir los siguientes pasos:
(I) Primer enfriamiento
La cadena de rodillos se calienta a una temperatura más alta (generalmente superior a la temperatura de temple convencional) para austenizar completamente su estructura interna, y luego se enfría rápidamente para formar una estructura martensítica. El objetivo de este paso es mejorar la dureza y la resistencia de la cadena de rodillos.
(II) Primer revenido
Tras el primer temple, la cadena de rodillos se calienta a una temperatura media (generalmente entre 300 °C y 500 °C), se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría. El objetivo de este paso es eliminar la tensión interna generada durante el temple, a la vez que se ajusta la dureza y se mejora la tenacidad.
(III) Segundo enfriamiento
Tras el primer revenido, la cadena de rodillos se calienta de nuevo a una temperatura superior, aunque ligeramente inferior a la del primer temple, y luego se enfría rápidamente. El objetivo de este paso es refinar aún más la estructura martensítica y mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de la cadena de rodillos.
(IV) Segundo revenido
Tras el segundo temple, la cadena de rodillos se calienta a una temperatura más baja (generalmente entre 150 °C y 250 °C), se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría. El objetivo de este paso es eliminar aún más la tensión interna, estabilizar el tamaño y mantener una alta dureza y resistencia al desgaste.

12. Proceso de carburación líquida
La carburación líquida es un proceso especial que permite que los átomos de carbono penetren en la superficie mediante la inmersión de la cadena de rodillos en un medio de carburación líquido. Este proceso ofrece las ventajas de una alta velocidad de carburación, una capa de carburación uniforme y una buena capacidad de control. Es adecuado para cadenas de rodillos con formas complejas y requisitos de alta precisión dimensional. Tras la carburación líquida, suele ser necesario un temple y un revenido a baja temperatura para mejorar aún más la dureza superficial y la resistencia al desgaste.

13. Proceso de endurecimiento
El endurecimiento se refiere a la mejora de la dureza y la resistencia al desgaste mediante la mejora de la estructura interna de la cadena de rodillos. Los pasos específicos son los siguientes:
(I) Calefacción
La cadena de rodillos se calienta a la temperatura de endurecimiento para disolver y difundir elementos como el carbono y el nitrógeno en la cadena.
(ii) Aislamiento
Después de alcanzar la temperatura de endurecimiento, mantenga un cierto tiempo de aislamiento para que los elementos se difundan uniformemente y formen una solución sólida.
(iii) Enfriamiento
Enfríe rápidamente la cadena, la solución sólida formará una estructura de grano fino, mejorará la dureza y la resistencia al desgaste.

14. Proceso de infiltración de metales
El proceso de infiltración de metal consiste en infiltrar elementos metálicos en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos metálicos, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste. Los procesos comunes de infiltración de metal incluyen la cromización y la infiltración de vanadio. El proceso de cromización consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene cromo y, a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de cromo se infiltran en la superficie para formar compuestos de cromo, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste.

15. Proceso de aluminización
El proceso de aluminización consiste en infiltrar átomos de aluminio en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de aluminio, mejorando así la resistencia a la oxidación y la corrosión de la superficie. Los procesos de aluminización incluyen la aluminización en gas y la aluminización en líquido. La aluminización en gas consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene aluminio, donde, a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de aluminio se infiltran en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos, tras la infiltración de aluminio, presenta buena resistencia a la oxidación y la corrosión, y es apta para su uso en entornos corrosivos y de alta temperatura.

16. Proceso de infiltración de cobre
El proceso de infiltración de cobre consiste en infiltrar átomos de cobre en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de cobre, mejorando así la resistencia al desgaste y el rendimiento anti-mordida. Este proceso incluye la infiltración de cobre gaseoso y la infiltración de cobre líquido. La infiltración de cobre gaseoso consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene cobre, y a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de cobre se infiltran en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos, tras la infiltración de cobre, presenta una buena resistencia al desgaste y un rendimiento anti-mordida, siendo adecuada para su uso en condiciones de alta velocidad y carga pesada.

17. Proceso de infiltración de titanio
El proceso de infiltración de titanio consiste en infiltrar átomos de titanio en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de titanio, mejorando así la dureza superficial y la resistencia al desgaste. Este proceso incluye la infiltración de titanio gaseoso y la infiltración de titanio líquido. La infiltración de titanio gaseoso consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene titanio, y a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de titanio se infiltran en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos tras la infiltración de titanio presenta buena dureza y resistencia al desgaste, siendo adecuada para condiciones de trabajo con requisitos de alta dureza y resistencia al desgaste.

18. Proceso de cobalto
El proceso de cobalto consiste en infiltrar átomos de cobalto en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de cobalto, mejorando así su dureza y resistencia al desgaste. El proceso de cobalto incluye el cobalto gaseoso y el cobalto líquido. El cobalto gaseoso consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene cobalto, y a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de cobalto se infiltran en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos después del cobalto presenta buena dureza y resistencia al desgaste, siendo adecuada para condiciones de trabajo con requisitos de alta dureza y resistencia al desgaste.

19. Proceso de zirconización
El proceso de zirconización consiste en infiltrar átomos de zirconio en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de zirconio, mejorando así su dureza y resistencia al desgaste. El proceso de zirconización incluye la zirconización gaseosa y la zirconización líquida. La zirconización gaseosa consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene zirconio, y a una temperatura y tiempo determinados, los átomos de zirconio se infiltran en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos después de la zirconización presenta buena dureza y resistencia al desgaste, y es adecuada para condiciones de trabajo con requisitos de alta dureza y resistencia al desgaste.

20. Proceso de infiltración de molibdeno
El proceso de infiltración de molibdeno consiste en infiltrar átomos de molibdeno en la superficie de la cadena de rodillos para formar compuestos de molibdeno, mejorando así la dureza y la resistencia al desgaste de la superficie. El proceso de infiltración de molibdeno incluye la infiltración de molibdeno gaseoso y la infiltración de molibdeno líquido. La infiltración de molibdeno gaseoso consiste en colocar la cadena de rodillos en una atmósfera que contiene molibdeno y, a una temperatura y tiempo determinados, permitir que los átomos de molibdeno se filtren en la superficie. La superficie de la cadena de rodillos después de la infiltración de molibdeno presenta buena dureza y resistencia al desgaste, y es adecuada para condiciones de trabajo que requieren alta dureza y alta resistencia al desgaste.