El control estable del proceso es esencial en el tratamiento térmico
– especialmente cuando se utilizan hornos de vacío, para conseguir unas propiedades del material uniformes y reproducibles en las piezas tratadas. Industrias como la aeroespacial y la del automóvil producen componentes sofisticados para los que es esencial una dureza superficial uniforme en todo el componente. Para cumplir estos requisitos, Graphite Materials ha desarrollado bastidores de carga especiales para CFC.
Comparte el estudio de caso:
Los engranajes y los ejes son componentes clave en los sistemas de transmisión y accionamiento, ya sea en la construcción de vehículos, en plantas industriales o en aplicaciones aeronáuticas. Transmiten par, deben engranar con precisión y soportar esfuerzos mecánicos extremos. Para su longevidad y fiabilidad funcional, un engranaje ajustado con precisión
tratamiento térmico – decisivo. Para hacerlos más resistentes, en la cementación a baja presión se utiliza un gas portador de C, normalmente un gas que contiene carbono, como el acetileno, el metano o el propano. A altas temperaturas, el gas se descompone y el carbono liberado se difunde en la zona del borde de la pieza. Esta forma de tratamiento térmico -también conocido como cementación en caja o carburación superficial- mejora específicamente las propiedades superficiales sin perjudicar la tenacidad del núcleo. La cementación a baja presión, una variante moderna de la cementación en caja, mejora específicamente la dureza y la resistencia al desgaste de la capa superficial, manteniendo la tenacidad y ductilidad del núcleo.
Industria:
Industria aeroespacial / del automóvil
Procedimiento:
Tratamiento térmico al vacío
Solución:
Bastidores de carga CFC con estructura de canales para una distribución optimizada del gas en los puntos de apoyo
Servicios:
Resultado:
Valores de dureza uniformes en todo el componente, incluso en las superficies de contacto
Un área problemática central en la cementación a baja presión es el soporte de las piezas en los bastidores de carga: Las superficies de contacto entre la pieza y el soporte son de difícil acceso para los gases del proceso, lo que puede dar lugar a profundidades de temple desiguales y a los llamados puntos blandos. Estas distribuciones no homogéneas de la dureza aumentan el riesgo de deformación del componente y, en el peor de los casos, provocan el rechazo de las piezas acabadas, con las correspondientes consecuencias económicas.
Un cliente de la industria de tratamiento térmico se puso en contacto con Graphite Materials con el objetivo de desarrollar una solución para evitar los puntos blandos descritos anteriormente. Los requisitos eran los siguientes
La solución a este reto reside en los detalles de la tecnología de carga: aquí se utiliza un portapiezas CFC con un contorno de superficie especial. El material del portapiezas es carbono reforzado con fibra de carbono ( CFC ), un material especialmente estable en cuanto a temperatura y dimensiones, especialmente adecuado para su uso repetido en procesos a alta temperatura.
La placa portadora está provista de un patrón piramidal patentado por Graphite Materials. Este contorno de la superficie permite mejorar el flujo de gases portadores de C hacia las zonas del componente que están en contacto directo con la placa portadora. De este modo, se puede mantener la homogeneidad de gas requerida hasta las superficies de contacto durante la cementación a baja presión.
El diseño patentado de la estructura superficial garantiza que el gas de proceso llegue también a las superficies de contacto previamente críticas entre el componente y la placa portadora. Como resultado, las superficies de contacto de los componentes se enriquecen uniformemente con carbono, independientemente de su posición en el portapiezas CFC. El control del proceso permanece estable y reproducible, de modo que la profundidad de endurecimiento y la calidad superficial requeridas se consiguen de forma fiable en todas las zonas relevantes de los componentes.
La solución implementada muestra mejoras significativas en varias áreas:
