Já pensou como é que as engrenagens suportam pressões intensas sem se desgastarem rapidamente? O endurecimento da superfície é a chave! Este processo envolve métodos como a têmpera por chama e por indução para criar uma camada exterior duradoura, melhorando a resistência à fadiga e ao desgaste da engrenagem. Neste artigo, irá descobrir várias técnicas de endurecimento de superfícies e os seus benefícios, assegurando que as suas engrenagens têm um desempenho eficiente e duram mais tempo. Mergulhe para saber como maximizar a vida útil e a fiabilidade das suas engrenagens através de estratégias eficazes de endurecimento de superfícies.
Os métodos comuns de têmpera da superfície das engrenagens incluem a têmpera por chama, a têmpera por indução, a têmpera por aquecimento por resistência de contacto e a têmpera avançada por laser.
Ao efetuar o aquecimento e a têmpera da superfície, pode ser criada uma camada de endurecimento na superfície, mantendo a microestrutura e as propriedades originais do núcleo da engrenagem. Isto aumenta a resistência à fadiga e ao desgaste, preservando a excelente tenacidade do núcleo. Além disso, este processo é eficiente em termos energéticos e reduz a distorção durante a têmpera da engrenagem.
Ver quadro 1.
Quadro 1 Classificação do endurecimento de superfícies
| Classificação | Tecnologia | |
| Separação grosseira | Subdivisão | |
| Método de aquecimento para aquecimento | - | Têmpera por indução, têmpera por chama, têmpera por aquecimento em banho de sal, têmpera por eletrólito, têmpera por aquecimento por resistência de contacto, têmpera por laser, têmpera por feixe de electrões, têmpera por feixe de iões, têmpera por indução de corrente de impulso de alta frequência, têmpera por aquecimento solar, etc. |
| densidade energética | Aquecimento com menor densidade energética | Têmpera por indução, têmpera por chama, têmpera por aquecimento em banho de sal, têmpera por eletrólito, etc. |
| Aquecimento de alta densidade energética | Têmpera por laser, têmpera por feixe de electrões, têmpera por feixe de iões, têmpera por aquecimento por resistência de contacto, têmpera por aquecimento solar, etc. | |
| fonte de energia | Aquecimento interno por fonte de calor | Fogo de indução, arrefecimento por indução de corrente pulsada, etc. |
| Aquecimento por fonte externa de calor | Têmpera por chama, têmpera por aquecimento em banho de sal, têmpera por eletrólito, têmpera por aquecimento por resistência de contacto, têmpera por laser, têmpera por feixe de electrões, têmpera por feixe de iões, têmpera por aquecimento solar, etc. | |
1) Ver o quadro 2 para os requisitos técnicos das engrenagens endurecidas à superfície.
Quadro 2 requisitos técnicos para engrenagens endurecidas à superfície
| Projeto | Pinhão | Roda dentada grande | Instrução |
| Profundidade da camada endurecida / mm | （0.2-0.4）m① | Profundidade efectiva da camada endurecida, de acordo com GB / T5617-2005 | |
| Dureza da superfície do dente (HRC) | 50~55 | 45~50 ou 300~400HW | Se a relação de transmissão for 1:1, a dureza da superfície do dente das engrenagens grandes e pequenas pode ser igual. |
| Organização da superfície | Agulha fina martensite | A ferrite não é permitida nos dentes | |
| Dureza do coração (HBW) | Têmpera e revenido: Aço-carbono 265 ~ 280Liga de aço 270 ~ 300 | Para algumas engrenagens com requisitos baixos, a normalização pode ser utilizada como tratamento térmico preliminar. | |
① m é o módulo da engrenagem (mm).
2) Forma de distribuição, efeito de reforço e gama de aplicação da camada endurecida na superfície da engrenagem
Método de processamento:
Método de arrefecimento por aquecimento rotativo.
Efeito de reforço:
A resistência ao desgaste da superfície dentária é melhorada;
A flexão resistência à fadiga tem pouca influência, e a tensão de flexão admissível é inferior ao nível do aço após a têmpera.
| Têmpera de alta frequência (incluindo ultra-frequência áudio) | Têmpera de média frequência (2,5KHz, 8kHz) | Têmpera por chama |
| O diâmetro da engrenagem de processamento por indução é determinado pela potência do equipamento; Largura da engrenagem 10 ~ 100mm; m≤5mm。 | O diâmetro da engrenagem de processamento é determinado pela potência do equipamento, e a largura da engrenagem é de 35 ~ 150mm; Individualmente até 400mm; m≤10m | O diâmetro da engrenagem pode atingir 450 mm; máquina de têmpera especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 12 mm em alguns casos |
Nota: m - módulo da engrenagem (mm)
Método de processamento:
Método de arrefecimento por aquecimento rotativo.
Efeito de reforço:
A resistência ao desgaste da superfície dos dentes e a resistência à fadiga por flexão das raízes dos dentes são melhoradas. A tensão de flexão permitida é 30% a 50% mais elevada em comparação com um temperado e revenido estado. Este processo pode substituir parcialmente as engrenagens carburadas.
| Têmpera de alta frequência (incluindo ultra-frequência áudio) | Têmpera de média frequência (2,5KHz, 8kHz) | Têmpera por chama |
| O diâmetro da engrenagem de processamento por indução é determinado pela potência do equipamento; Largura da engrenagem 10 ~ 100mm; m≤5mm. | O diâmetro da engrenagem de processamento é determinado pela potência do equipamento, e a largura da engrenagem é de 35 ~ 150mm; Individualmente até 400mm; m≤10m | O diâmetro da engrenagem pode atingir 450 mm; máquina de têmpera especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 10 mm em alguns casos |
Método de processamento:
Método de arrefecimento por aquecimento contínuo de um dente.
Efeito de reforço:
A resistência ao desgaste da superfície do dente é melhorada, mas a resistência à fadiga por flexão pode ser afetada até certo ponto (geralmente, a camada de endurecimento termina a 2 a 3 mm da raiz do dente). A tensão de flexão permitida é inferior à do aço após a têmpera.
| Têmpera de alta frequência (incluindo ultra-frequência áudio) | Têmpera de média frequência (2,5KHz, 8kHz) | Têmpera por chama |
| O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 5mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 8mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 6mm |
Método de processamento:
Aquecimento e têmpera contínuos ao longo da ranhura do dente.
Efeito de reforço:
A resistência ao desgaste da superfície dos dentes e a resistência à fadiga por flexão das raízes dos dentes são melhoradas. A tensão de flexão permitida é 30% a 50% mais elevada em comparação com um temperado e revenido estado. Este processo pode substituir parcialmente as engrenagens carburadas.
| Têmpera de alta frequência (incluindo ultra-frequência áudio) | Têmpera de média frequência (2,5KHz, 8kHz) | Têmpera por chama |
| O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 5mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 8mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 10mm |
3) Processo típico de maquinagem de engrenagens endurecidas superficialmente: blank → normalização (ou recozimento) do material de forjamento → desbaste mecânico → têmpera e revenimento → semi-acabamento mecânico (fabrico de peças em bruto) e fabrico de engrenagens → têmpera superficial → revenimento a baixa temperatura → acabamento mecânico → produtos acabados.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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