1. Contenido de carbono en el acero
El contenido de carbono tiene la mayor influencia en la distorsión por alabeo y la distorsión volumétrica de los engranajes durante el enfriamiento.
2. Elementos de aleación en acero.
Los elementos de aleación en el acero tienen un impacto significativo en la distorsión de los engranajes, y ciertos elementos como C, Mn, Ni, Cr y Mo aumentan la templabilidad y la tendencia a la distorsión. Por otro lado, otros elementos como Cr, Mn, Mo, Si, Ni y Ti pueden ayudar a reducir la distorsión.
3. Templabilidad del acero
Cuanto mayor sea la templabilidad del acero, más pronunciada será la distorsión durante el templado; mientras que, con menor templabilidad, la distorsión del revenido es menos significativa.
4. Forma del engranaje y tamaño de la sección.
El diseño del engranaje tiene baja simetría en su forma y secciones irregulares.
Los radios en el diseño de engranajes carecen de rigidez.
La ubicación del orificio de proceso en el diseño del engranaje es inapropiada, lo que lleva a una mayor distorsión del tratamiento térmico del engranaje.
5. Estructura de acero original
1）La falta de uniformidad de la microestructura del acero afecta significativamente la distorsión del tratamiento térmico. Esto se debe a estructuras toscas, gran segregación y estructuras de red que exacerban la distorsión después del enfriamiento.
2) Defectos como estructuras con bandas y segregación se han convertido en factores críticos que conducen a la distorsión de los engranajes.
3）La macrosegregación en lingotes de acero a menudo resulta en una segregación cuadrada en la sección transversal del material de acero, lo que lleva a una distorsión de enfriamiento desigual de los engranajes de disco.
4) La distorsión de los engranajes durante el tratamiento térmico es uniforme en los engranajes producidos por palanquillas cuadradas de colada continua. Sin embargo, la distorsión del tratamiento térmico de los engranajes producida por palanquillas rectangulares de colada continua tiene una direccionalidad significativa que afecta la distorsión del engranaje.
5) Cuanto más fino es el tamaño del grano, menos distorsión se produce después del enfriamiento.
6) El tratamiento de normalización no uniforme de los engranajes en bruto conduce a una distorsión del tratamiento térmico en los engranajes.
6. Forja
1）Las técnicas de forjado adecuadas pueden ayudar a reducir la distorsión en los metales.
En particular, la creación de una estructura metálica aerodinámica mediante forjado puede minimizar la distorsión durante el tratamiento térmico. Además, un forjado cuidadoso puede reducir la segregación, promover la uniformidad en la estructura metálica, mejorar las bandas y reducir aún más la distorsión del tratamiento térmico.
2）Si la cavidad del molde no está completamente llena de metal, el tratamiento térmico final puede ser inconsistente y causar distorsión.
3) El forjado de piezas en bruto de engranajes puede provocar una mayor distorsión durante el tratamiento térmico debido al calentamiento a alta temperatura, la deformación desigual y las altas temperaturas finales de forjado.
7. Tratamiento térmico preliminar de la pieza en bruto.
1）Realizar un tratamiento térmico preliminar en los engranajes puede ayudar a minimizar la distorsión durante el proceso de tratamiento térmico final. Se ha observado que cuando se utilizan técnicas de normalización, la distorsión es más pronunciada en comparación con la normalización isotérmica.
2） Los espacios en blanco de los engranajes se someten a enfriamiento y revenido antes del proceso de enfriamiento final. Después de la extinción, la distorsión tiende a exhibir un patrón predecible y la magnitud general de la distorsión se reduce.
8. Estrés residual
El proceso de mecanizado de engranajes puede inducir tensión y provocar distorsión del metal.
Durante el proceso de calentamiento del engranaje, la tensión térmica no sólo contribuye a la distorsión, sino que la liberación de tensión interna también puede causarla.
9. Proceso de calentamiento y enfriamiento
1）El voltaje máximo que se puede producir bajo temperatura de calentamiento es mayor en engranajes con mayor diámetro o espesor, lo que resulta en una mayor distorsión.
2）En muchas condiciones de producción donde los engranajes son fijos, hay una diferencia de temperatura significativa en cada parte durante la etapa inicial de ingreso al horno. La tensión térmica resultante es suficiente para provocar una deformación plástica en la pieza que primero alcanza la temperatura alta, lo que provoca una distorsión local.
3) La distorsión por alabeo de los dientes delgados del eje y los engranajes de placas delgadas se ve muy influenciada por el calentamiento desigual, incluido el calentamiento rápido.
4) Generalmente, cuando el calentamiento es desigual, como con elementos de calentamiento directo, el lado del engranaje con mayor temperatura interna tiende a volverse cóncavo y producir distorsión por flexión después del enfriamiento.
5）La velocidad de calentamiento afecta directamente la formación de tensión térmica durante el proceso de calentamiento y puede causar distorsión del engranaje.
10. Enfriamiento
1) Velocidad de enfriamiento de enfriamiento rápido y medio de enfriamiento de enfriamiento rápido
Cuanto mayor es la capacidad de enfriamiento, más fuerte es la intensidad de enfriamiento (H), y cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del engranaje (o en diferentes espesores), mayor es el voltaje generado.
La distorsión está relacionada con el tipo de medio de enfriamiento, su rendimiento de enfriamiento y templabilidad.
2) Enfriamiento desigual
La distorsión puede ser causada por varios factores, como la estructura del engranaje, la fijación del engranaje y las características del medio de enfriamiento.
3) Temperatura del medio de enfriamiento de enfriamiento
Generalmente, aumentar la temperatura del medio de enfriamiento de enfriamiento, como el aceite de enfriamiento, puede reducir la distorsión del tratamiento térmico de los engranajes.
11. Operación de enfriamiento
1) Modo de fijación y soporte de engranajes.
La deformación del engranaje está muy influenciada por los métodos de fijación y suspensión, las eslingas y sus métodos de soporte al cargar el engranaje en el horno. Esto es especialmente cierto para coronas dentadas de paredes delgadas con grandes diámetros interior y exterior. Además de la expansión y contracción de los diámetros interior y exterior, a menudo puede provocar que la redondez esté fuera de tolerancia.
Una carga inadecuada del horno puede producir fácilmente una gran fluencia a alta temperatura, lo que puede afectar el flujo del medio de enfriamiento y la uniformidad de enfriamiento de los engranajes durante el enfriamiento. Como resultado, se ve afectada la uniformidad de la distorsión y la distorsión.
2) Temperatura de calentamiento de extinción y uniformidad de calentamiento.
El impacto de la temperatura de extinción en la distorsión por alabeo es significativamente mayor que el de la distorsión por volumen.
En general, el aumento de la temperatura de enfriamiento produce una mayor distorsión del engranaje.
La distorsión es causada por un calentamiento desigual.
3) Templado repetido
Si los engranajes caen fuera de tolerancia debido a la mala calidad del tratamiento térmico, repetir el proceso de enfriamiento durante la reparación puede resultar en una mayor distorsión debido a ciclos de enfriamiento adicionales.
4) Efecto del enfriamiento por enfriamiento
El engranaje se enfría a alta velocidad, lo que provoca simultáneamente una expansión de volumen. Si el enfriamiento no es uniforme, puede resultar en una mayor distorsión.
En el enfriamiento en doble medio o en el enfriamiento escalonado, el tiempo de residencia en el primer medio es largo.
La alta fluidez y el impacto del medio de enfriamiento de enfriamiento sobre el engranaje tienen una influencia significativa en la distorsión del engranaje durante el tratamiento térmico.
5) Factores operativos
Este problema suele estar relacionado con la violación de las normas del proceso durante la operación.
Por ejemplo, durante el proceso de roscado, los engranajes pueden chocar entre sí. Además, el impacto entre el engranaje y el horno, el cuerpo del horno, la puerta del horno u otros objetos duros puede provocar la distorsión del engranaje.
Cuando el engranaje se enfría fuera del horno, el funcionamiento inestable y las sacudidas significativas pueden intensificar aún más la distorsión del engranaje, especialmente cuando se trata de ejes de engranajes delgados y engranajes de placas delgadas.
12. Templado, tratamiento de frío y envejecimiento
1) Temperamento
Los cambios en el tamaño de los engranajes endurecidos se deben principalmente a transformaciones en su microestructura.
2) Tratamiento de frío
Para engranajes con un alto contenido de elementos de aleación o que requieren alta precisión, a menudo se lleva a cabo un tratamiento en frío a temperaturas bajo cero para transformar aún más la austenita retenida en martensita, lo que conduce a un mayor nivel de distorsión.
Además, cabe señalar que el tamaño de la expansión tiende a aumentar con temperaturas de enfriamiento más altas.
3) Tratamiento de envejecimiento
La principal causa de la distorsión por envejecimiento en la estructura del engranaje endurecido es la cantidad de austenita retenida.
Durante el envejecimiento natural, se produce una relajación del estrés debido al escape de hidrógeno. Esta relajación y liberación de tensiones puede provocar una transformación de una pequeña cantidad de austenita retenida.
