Tratamiento térmico al vacío en la industria del automóvil

El corazón duro de la tecnología de transmisión más avanzada

Se está produciendo una enorme transformación en el mundo del automóvil actual. Los coches eléctricos, las normativas más estrictas sobre emisiones y el deseo de vehículos más eficientes están impulsando la industria. Sin embargo, uno de los mayores retos sigue siendo el desarrollo y la fabricación de transmisiones modernas. Aquí es donde la experiencia de la ingeniería tradicional se encuentra con los requisitos de la nueva movilidad sostenible.

Lee aquí cómo Graphite Materials pudo ayudar a encontrar una solución fiable y de valor añadido.

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Antecedentes

Una transmisión moderna no sólo debe ser potente, sino también ligera. Esto resulta aún más difícil si se tiene en cuenta que los coches actuales suelen estar equipados con motores más pequeños pero más potentes. El reto consiste en construir una transmisión que pueda soportar esta mayor potencia con la menor pérdida de energía posible con la menor pérdida de energía posible. El principio de la «carburación superficial» se utiliza para que las piezas de la caja de cambios sean duras y resistentes y mantengan su flexibilidad. Consiste en endurecer la superficie de una pieza de acero depositando átomos de carbono. El núcleo sigue siendo dúctil, mientras que la superficie de la pieza se vuelve más dura y resistente al desgaste.

Visión general

Industria:

Automóvil

Procedimiento:

Cementación a baja presión con enfriamiento gaseoso a alta presión

Servicios:

Análisis y simulación, nuevo diseño, producción de bastidores de carga de CFC / portadores de mercancías / portadores de lotes / portadores de piezas / bastidores de CFC

Resultado:

Mejora significativa de las distorsiones

El reto

Se eligió la cementación en caja mediante la tecnología de carburación a baja presión (NDA) con enfriamiento gaseoso a alta presión (HDGA) para un componente de anillo delicado y de paredes finas, debido a los elevados requisitos de calidad (tolerancias de forma y dimensionales, parámetros de temple). El tratamiento se llevó a cabo en una moderna planta de tratamiento térmico al vacío . Durante el proceso de cementación, los componentes se calientan a temperaturas de unos 900 °C en el horno. Esto permite que el carbono del gas de proceso se difunda en la superficie del componente. A continuación, el componente se enfría rápidamente para fijar los átomos de carbono difundidos en la estructura superficial.

Hay que tener en cuenta los siguientes retos:

  • Calidad: Distorsión mínima del componente tras el tratamiento
  • Fiabilidad del proceso: Resultados reproducibles de forma fiable
  • Eficiencia de costes: Optimización de los costes de fabricación

La tarea específica: endurecer anillos metálicos de paredes finas

Se endureció un anillo de pared fina en una sola capa sobre un soporte CFC en el vacío. El proceso utilizado aún no era adecuado para la producción en serie. Había una variación intolerable en la concentricidad.
Materiales de grafito Estudio de caso Endurecimiento Desviación gráfica de la redondez
Materiales de grafito - Estudio de casos - Endurecimiento - Cargado en bastidor CFC

Proceso y resultados empresariales

Durante el análisis exhaustivo del proceso existente descubrimos que era posible optimizarlo en varias áreas.

Diseño del soporte orientado a los componentes

Se rediseñó el posicionamiento de los anillos. En una serie de pruebas, se midieron y evaluaron 700 anillos de cuatro lotes diferentes después del tratamiento térmico en el soporte optimizado. Todas las desviaciones de forma y dimensiones estaban dentro de las tolerancias requeridas.

El equipo de Graphite Materials trabajando

El resultado

Gracias al diseño optimizado de la viga los valores máximos de la desviación de redondez pudieron reducirse en un 25 % y la desviación media en un 50 %.

No había que declarar ningún anillo como rechazado.

El nuevo diseño de portador recibió el lanzamiento en serie y se convirtió en la nuevo estándar realizado.

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