Una guia completa del tractament de carburització de cadenes d'enllaç rodó

(per acadenes d'enllaços rodonsutilitzat en aplicacions exigents com elevadors de canyes en plantes de ciment i transportadors de cendres/rascadors en centrals elèctriques. Aquests components requereixen una combinació única d'alta duresa superficial per a la resistència al desgast i un nucli dúctil i resistent per suportar l'impacte i la fatiga)

1. Selecció de materials

La base d'un procés de carburació reeixit és la selecció de l'acer d'aliatge baix en carboni correcte. L'acer ha de ser capaç d'aconseguir una alta duresa superficial després de la carburació, tot mantenint un nucli resistent. Els materials més comunament especificats són:

Material (DIN/EN)

Propietats i justificació dels materials

17CrNiMo6 (1.6587)

Acer d'aliatge de crom-níquel-molibdè amb una excel·lent tenacitat del nucli i duresa superficial. Àmpliament utilitzat per a components d'alta fatiga i resistència al desgast com ara cadenes.

23MnNiMoCr54 (1.7131)

Acer d'aliatge de manganès-níquel-molibdè-crom amb excel·lent trempabilitat i tenacitat, que garanteix un nucli robust

2. Procediment de carburació i paràmetres de referència

L'objectiu és crear una carcassa profunda, metal·lúrgicament sòlida i ben unida al nucli. El procés implica diversos passos crítics:

Pas 1: Pretractament (opcional)

- Procés: Normalització.

- Objectiu: Refinar l'estructura del gra i millorar la maquinabilitat/soldabilitat dels enllaços de la cadena en brut.

- Paràmetre de referència: Escalfeu els enllaços a 880–920 °C i deixeu-los refredar a l'aire.

Pas 2: Carburació

Aquest és el procés central on el carboni es difon a la superfície. La carburació de gas és el mètode més comú i controlable per a aquestes aplicacions.

- Finalitat: Enriquir el contingut de carboni de la superfície, permetent que esdevingui extremadament dur després del tremp.

- Temperatura: 880–930 °C. Un control constant de la temperatura és vital per a una profunditat uniforme de la caixa.

- Atmosfera: Una atmosfera rica en carboni, normalment gas endotèrmic enriquit amb un hidrocarbur com el metà o el propà. El potencial de carboni s'ha de controlar acuradament.

- Potencial de carboni: mantenir entre el 0,8 i l'1,0% per aconseguir la concentració òptima de carboni superficial per a una duresa màxima sense formar carburs excessius.

- Temps: Determinat per la profunditat de cas desitjada. La difusió depèn del temps. Per exemple:

- Per a una profunditat de caixa d'1,0 mm: aproximadament de 8 a 10 hores.

- Per a una profunditat de caixa d'1,5 mm: temps proporcionalment més llarg.

- Especificació de profunditat: Per a cadenes de gran resistència, es requereix una profunditat de caixa substancial.

- Regla general: Els fabricants sovint especifiquen una profunditat mínima de carburació de 0,1 vegades el diàmetre de la barra fins a 0,21 vegades el diàmetre de la barra.

- Profunditat absoluta: Normalment oscil·la entre 0,5 mm i 2,0 mm, sent habitual entre 1,0 i 1,5 mm per a aplicacions d'escòria i ciment.

Pas 3: Apagament

- Objectiu: Transformar la capa superficial amb alt contingut de carboni en una estructura martensítica dura i resistent al desgast.

- Mitjà: L'oli és el tremp preferit per a aquests acers d'aliatge. El tremp en oli proporciona una velocitat de refredament prou ràpida per aconseguir una alta duresa alhora que minimitza el risc de distorsió i esquerdes associades al tremp en aigua.

- Temperatura: Sovint s'utilitza oli preescalfat a 60–80 °C per a una velocitat de refredament més uniforme.

Pas 4: Temperament

- Finalitat: Alleujar les tensions internes induïdes pel tremp, reduir la fragilitat i aconseguir l'equilibri final entre duresa i tenacitat.

- Temperatura i temps:

- Per obtenir una duresa superficial màxima (per exemple, 58-62 HRC), reveniu a baixa temperatura de 150–200 °C durant 1-2 hores.

- Si es requereix una duresa lleugerament inferior però una tenacitat superior, es pot utilitzar una temperatura de reveniment de 400–450 °C.

Pas 5: Posttractament (opcional però recomanat)

- Granallat: Aquest procés bombardeja la superfície de la cadena amb petits medis esfèrics, cosa que indueix tensions residuals de compressió. Això millora significativament la resistència a la fatiga, que és fonamental per a les cadenes sotmeses a càrregues cícliques repetides.

duresa de la cadena

3. Inspecció i proves d'acceptació

Per confirmar que el tractament de carburació compleix les especificacions, és essencial un règim d'inspecció rigorós. Això normalment implica proves destructives i no destructives en mostres d'enllaços de cada lot de producció.

Proves de duresa

Tipus de prova

Mètode (Escala)

Aplicació i valor objectiu

Duresa superficial

Rockwell C (HRC) Mesureu la duresa directament a la superfície de l'enllaç. Objectiu: 58–64 HRC.

Duresa del nucli

Rockwell C (HRC) o Brinell (HBW) Mesureu en un enllaç de secció transversal al centre del material. Objectiu: 30–40 HRC.

Perfil de duresa

Vickers (HV) o Microduresa Mesureu a intervals regulars (per exemple, cada 0,1 mm) des de la superfície cap a l'interior fins al nucli. Això representa el gradient de duresa.

 

Mesura de la profunditat de la caixa

Aquesta és la prova més crítica per assegurar-se que la capa carburada és prou profunda per suportar el desgast sense que la carcassa s'esfondri sota càrrega.

- Profunditat efectiva de la caixa: es defineix com la distància perpendicular des de la superfície fins a un punt on la duresa cau a un valor específic, normalment 550 HV (o 52 HRC).

- Procediment: Es poleix, es grava (sovint amb nital) una secció transversal d'una baula de cadena i s'examina al microscopi. Es fan indentacions de microduresa per determinar la profunditat exacta a la qual la duresa cau a 550 HV.

- Criteris d'acceptació: La profunditat efectiva de la caixa mesurada ha de complir el valor mínim especificat (per exemple, ≥1,0 ​​mm o segons la regla "0,1 x diàmetre") i ser uniforme al voltant de la circumferència de l'enllaç. 

Anàlisi metal·lúrgica

- Microestructura: S'utilitza un microscopi metal·lúrgic per examinar la secció transversal gravada. L'objectiu és verificar una carcassa martensítica de gra fi amb una transició gradual a una estructura central resistent. No hi hauria d'haver cap xarxa significativa de carburs de límit de gra, que poden causar fragilitat. 

proves mecàniques

- Força de trencament: Les cadenes de mostra s'estiren fins a la seva destrucció en una màquina d'assaigs de tracció per verificar que compleixen o superen la càrrega mínima de trencament especificada per normes com la DIN 764 o la DIN 766 per al grau pertinent (per exemple, grau 2 o 3).

4. Resum dels criteris d'acceptació

Per a un lot decadenes d'enllaços rodonsper ser acceptat, normalment s'han de complir els criteris següents:

- Material: S'ajusta al grau d'acer d'aliatge especificat (per exemple, 17CrNiMo6).

Duresa superficial: 58 - 64 HRC, consistent en múltiples enllaços.

Duresa del nucli: 30 - 40 HRC, cosa que confirma un nucli resistent.

- Profunditat efectiva de la caixa: Compleix o supera el mínim especificat (per exemple, ≥ 1,2 mm o 10% del diàmetre de la barra), amb un gradient de duresa suau.

- Microestructura de la caixa: Martensita fina i temperada sense carburs perjudicials ni austenita retinguda.

- Força de trencament: Supera el requisit mínim per al grau de cadena designat.

- Inspecció visual: Sense esquerdes, distorsions ni defectes superficials.


Data de publicació: 23 de març de 2026

Deixa el teu missatge:

Escriu el teu missatge aquí i envia'ns-el