Temperatura y tiempo de temple de la cadena de rodillos: análisis de los parámetros clave del proceso

Temperatura y tiempo de temple de la cadena de rodillos: análisis de los parámetros clave del proceso

En el campo de la transmisión mecánica,cadena de rodillosEs un componente clave, y su rendimiento afecta directamente la eficiencia operativa y la fiabilidad de los equipos mecánicos. El temple, como proceso fundamental de tratamiento térmico en la producción de cadenas de rodillos, desempeña un papel fundamental en la mejora de su resistencia, dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga. Este artículo profundizará en los principios de determinación de la temperatura y el tiempo de temple de las cadenas de rodillos, los parámetros de proceso de los materiales comunes, el control de procesos y los últimos avances. Con el objetivo de proporcionar referencias técnicas detalladas a fabricantes de cadenas de rodillos y compradores mayoristas internacionales, les ayudará a comprender a fondo el impacto del temple en el rendimiento de las cadenas de rodillos y a tomar decisiones de producción y adquisición más informadas.

1. Conceptos básicos del temple de cadenas de rodillos
El temple es un proceso de tratamiento térmico que calienta la cadena de rodillos a una temperatura determinada, la mantiene caliente durante un tiempo determinado y luego la enfría rápidamente. Su objetivo es mejorar las propiedades mecánicas de la cadena, como la dureza y la resistencia, modificando la estructura metalográfica del material. El enfriamiento rápido transforma la austenita en martensita o bainita, lo que confiere a la cadena de rodillos excelentes propiedades integrales.

2. Base para determinar la temperatura de temple
Punto crítico de los materiales: Las cadenas de rodillos de diferentes materiales tienen diferentes puntos críticos, como Ac1 y Ac3. Ac1 es la temperatura más alta de la región bifásica de perlita y ferrita, y Ac3 es la temperatura más baja para una austenitización completa. La temperatura de temple suele seleccionarse por encima de Ac3 o Ac1 para garantizar la austenitización completa del material. Por ejemplo, para cadenas de rodillos de acero 45, Ac1 es de aproximadamente 727 ℃, Ac3 de aproximadamente 780 ℃ y la temperatura de temple suele seleccionarse en torno a los 800 ℃.
Composición del material y requisitos de rendimiento: El contenido de elementos de aleación afecta la templabilidad y el rendimiento de las cadenas de rodillos. En cadenas con un alto contenido de elementos de aleación, como las de acero aleado, la temperatura de temple puede aumentarse adecuadamente para aumentar la templabilidad y garantizar que el núcleo también alcance una buena dureza y resistencia. En cadenas de rodillos de acero con bajo contenido de carbono, la temperatura de temple no debe ser demasiado alta para evitar una oxidación y descarburación severas que afecten la calidad de la superficie.
Control del tamaño del grano de austenita: Los granos finos de austenita pueden adquirir una estructura martensítica fina tras el temple, lo que aumenta la resistencia y tenacidad de la cadena de rodillos. Por lo tanto, la temperatura de temple debe seleccionarse dentro del rango que permita obtener granos finos de austenita. En general, al aumentar la temperatura, los granos de austenita tienden a crecer, pero un aumento adecuado de la velocidad de enfriamiento o la adopción de medidas de proceso para refinarlos pueden inhibir dicho crecimiento hasta cierto punto.

3. Factores que determinan el tiempo de enfriamiento

Tamaño y forma de la cadena de rodillos: Las cadenas de rodillos más grandes requieren un mayor tiempo de aislamiento para garantizar que el calor se transfiera completamente al interior y que toda la sección transversal se austenice uniformemente. Por ejemplo, para placas de cadena de rodillos con diámetros mayores, el tiempo de aislamiento puede prolongarse adecuadamente.

Método de carga y apilamiento del horno: Una carga excesiva del horno o un apilamiento demasiado denso provocarán un calentamiento desigual de la cadena de rodillos, lo que resultará en una austenización desigual. Por lo tanto, al determinar el tiempo de temple, es necesario considerar el impacto de la carga y el apilamiento del horno en la transferencia de calor, aumentar adecuadamente el tiempo de mantenimiento y asegurar que cada cadena de rodillos alcance el efecto de temple ideal.
Uniformidad de la temperatura del horno y velocidad de calentamiento: Un equipo de calentamiento con una buena uniformidad de la temperatura del horno permite que todas las partes de la cadena de rodillos se calienten uniformemente, acortando el tiempo necesario para alcanzar la misma temperatura y, en consecuencia, reduciendo el tiempo de mantenimiento. La velocidad de calentamiento también afecta el grado de austenización. Un calentamiento rápido puede acortar el tiempo para alcanzar la temperatura de temple, pero el tiempo de mantenimiento debe garantizar la completa homogeneización de la austenita.

4. Temperatura y tiempo de temple de materiales comunes para cadenas de rodillos.
Cadena de rodillos de acero al carbono
Acero 45: La temperatura de temple suele ser de 800 ℃ a 850 ℃, y el tiempo de mantenimiento se determina según el tamaño de la cadena de rodillos y la carga del horno, generalmente entre 30 y 60 min. Por ejemplo, para cadenas de rodillos pequeñas de acero 45, la temperatura de temple puede seleccionarse a 820 ℃ y el tiempo de aislamiento es de 30 min; para cadenas de rodillos grandes, la temperatura de temple puede aumentarse a 840 ℃ y el tiempo de aislamiento es de 60 min.
Acero T8: La temperatura de temple es de aproximadamente 780 ℃ a 820 ℃, y el tiempo de aislamiento suele ser de 20 a 50 minutos. La cadena de rodillos de acero T8 presenta una mayor dureza después del temple y se puede utilizar en transmisiones con grandes cargas de impacto.
Cadena de rodillos de acero aleado
Acero 20CrMnTi: La temperatura de temple suele ser de 860 °C a 900 °C, y el tiempo de aislamiento es de 40 a 70 minutos. Este material presenta buena templabilidad y resistencia al desgaste, y se utiliza ampliamente en cadenas de rodillos en las industrias automotriz, de motocicletas y otras.
Acero 40Cr: la temperatura de enfriamiento es de 830 ℃ a 860 ℃ y el tiempo de aislamiento es de 30 min a 60 min. La cadena de rodillos de acero 40Cr tiene alta resistencia y tenacidad, y se usa ampliamente en el campo de la transmisión industrial.
Cadena de rodillos de acero inoxidable: Si tomamos como ejemplo el acero inoxidable 304, su temperatura de temple suele ser de 1050 ℃ a 1150 ℃, y el tiempo de aislamiento es de 30 a 60 minutos. La cadena de rodillos de acero inoxidable presenta buena resistencia a la corrosión y es adecuada para las industrias química, alimentaria y otras.

5. Control del proceso de enfriamiento
Control del proceso de calentamiento: Utilice equipos de calentamiento avanzados, como un horno de atmósfera controlada, para controlar con precisión la velocidad de calentamiento y la atmósfera del horno y así reducir la oxidación y la descarburación. Durante el proceso de calentamiento, controle la velocidad de calentamiento por etapas para evitar la deformación de la cadena de rodillos o la tensión térmica causada por un aumento repentino de temperatura.
Selección del medio de temple y control del proceso de enfriamiento: Seleccione un medio de temple adecuado según el material y el tamaño de la cadena de rodillos, como agua, aceite, líquido de temple de polímero, etc. El agua tiene una velocidad de enfriamiento rápida y es adecuada para cadenas de rodillos de acero al carbono de tamaño pequeño; el aceite tiene una velocidad de enfriamiento relativamente lenta y es adecuado para cadenas de rodillos de acero aleado o de tamaño grande. Durante el proceso de enfriamiento, controle la temperatura, la velocidad de agitación y otros parámetros del medio de temple para garantizar un enfriamiento uniforme y evitar grietas.
Tratamiento de revenido: Tras el temple, la cadena de rodillos debe revenirse a tiempo para eliminar la tensión de temple, estabilizar la estructura y mejorar la tenacidad. La temperatura de revenido suele estar entre 150 °C y 300 °C, y el tiempo de mantenimiento es de 1 a 3 horas. La temperatura de revenido debe seleccionarse en función de los requisitos de uso y dureza de la cadena. Por ejemplo, para cadenas de rodillos que requieren alta dureza, la temperatura de revenido puede reducirse según corresponda.

6. El último desarrollo de la tecnología de temple.
Proceso de temple isotérmico: Mediante el control de la temperatura del medio de temple, la cadena de rodillos se mantiene isotérmicamente en el rango de temperatura de transformación de austenita y bainita para obtener una estructura de bainita. El temple isotérmico puede reducir la deformación por temple, mejorar la precisión dimensional y las propiedades mecánicas de la cadena de rodillos, y es adecuado para la producción de cadenas de rodillos de alta precisión. Por ejemplo, los parámetros del proceso de temple isotérmico de la placa de cadena de acero C55E son: temperatura de temple 850 ℃, temperatura isotérmica 310 ℃ y tiempo isotérmico 25 min. Tras el temple, la dureza de la placa de cadena cumple con los requisitos técnicos, y la resistencia, la fatiga y otras propiedades de la cadena son similares a las de los materiales 50CrV tratados con el mismo proceso.
Proceso de temple gradual: La cadena de rodillos se enfría primero en un medio a mayor temperatura y luego en un medio a menor temperatura, de modo que sus estructuras internas y externas se transforman uniformemente. El temple gradual puede reducir eficazmente la tensión de temple, reducir los defectos de temple y mejorar la calidad y el rendimiento de la cadena de rodillos.
Tecnología de simulación y optimización por computadora: Utilice software de simulación por computadora, como JMatPro, para simular el proceso de temple de la cadena de rodillos, predecir cambios en la organización y el rendimiento, y optimizar los parámetros del proceso. Mediante la simulación, se puede comprender con antelación la influencia de diferentes temperaturas y tiempos de temple en el rendimiento de la cadena de rodillos, reducir el número de pruebas y mejorar la eficiencia del diseño del proceso.

En resumen, la temperatura y el tiempo de temple de la cadena de rodillos son parámetros clave que afectan su rendimiento. En la producción real, es necesario seleccionar la temperatura y el tiempo de temple de forma razonable según el material, el tamaño, los requisitos de uso y otros factores de la cadena, y controlar estrictamente el proceso de temple para obtener cadenas de rodillos de alta calidad y alto rendimiento. Al mismo tiempo, con el continuo desarrollo e innovación de las tecnologías de temple, como el temple isotérmico, el temple gradual y la aplicación de la tecnología de simulación por computadora, se mejorará aún más la calidad y la eficiencia de la producción de las cadenas de rodillos para satisfacer la creciente demanda del mercado.