1. Teor de carbono no aço
O teor de carbono tem maior influência na distorção de empenamento e distorção de volume das engrenagens durante a têmpera.
2. Elementos de liga em aço
Os elementos de liga no aço têm um impacto significativo na distorção das engrenagens, com certos elementos como C, Mn, Ni, Cr e Mo aumentando a temperabilidade e a tendência à distorção. Por outro lado, outros elementos como Cr, Mn, Mo, Si, Ni e Ti podem ajudar a reduzir a distorção.
3. Temperabilidade do aço
Quanto maior for a temperabilidade do aço, mais pronunciada será a distorção durante a têmpera; enquanto que, com menor temperabilidade, a distorção de têmpera é menos significativa.
4. Forma da engrenagem e tamanho da seção
O projeto da engrenagem apresenta baixa simetria em seu formato e seções irregulares.
Os raios no design da engrenagem carecem de rigidez.
O posicionamento do furo do processo no projeto da engrenagem é inadequado, levando ao aumento da distorção do tratamento térmico da engrenagem.
5. Estrutura original de aço
1）A não uniformidade da microestrutura do aço afeta significativamente a distorção do tratamento térmico. Isto se deve a estruturas grosseiras, grande segregação e estruturas de rede que exacerbam a distorção após a têmpera.
2) Defeitos como estruturas em faixas e segregação tornaram-se fatores críticos que levam à distorção das engrenagens.
3）A macrosegregação em lingotes de aço geralmente resulta em segregação quadrada na seção transversal do material de aço, levando a uma distorção de têmpera desigual das engrenagens do disco.
4) A distorção das engrenagens durante o tratamento térmico é uniforme nas engrenagens produzidas por tarugos quadrados de fundição contínua. No entanto, a distorção do tratamento térmico das engrenagens produzidas por tarugos retangulares de lingotamento contínuo tem uma direcionalidade significativa que afeta a distorção da engrenagem.
5) Quanto mais fino o tamanho do grão, menos distorção ocorre após a têmpera.
6) O tratamento de normalização não uniforme das peças brutas das engrenagens leva à distorção do tratamento térmico nas engrenagens.
6. Forja
1）Técnicas adequadas de forjamento podem ajudar a reduzir a distorção em metais.
Em particular, a criação de uma estrutura metálica simplificada através do forjamento pode minimizar a distorção durante o tratamento térmico. Além disso, o forjamento cuidadoso pode reduzir a segregação, promover uniformidade na estrutura metálica, melhorar as faixas e reduzir ainda mais a distorção do tratamento térmico.
2）Se a cavidade do molde não estiver completamente preenchida com metal, o tratamento térmico final pode ser inconsistente e causar distorção.
3) O forjamento de peças brutas de engrenagem pode levar ao aumento da distorção durante o tratamento térmico devido ao aquecimento em alta temperatura, deformação irregular e altas temperaturas finais de forjamento.
7. Tratamento térmico preliminar da peça bruta
1）A realização de tratamento térmico preliminar em peças brutas de engrenagem pode ajudar a minimizar a distorção durante o processo de tratamento térmico final. Observou-se que ao utilizar técnicas de normalização, a distorção é mais pronunciada em comparação com a normalização isotérmica.
2） As peças em bruto das engrenagens passam por têmpera e revenimento antes do processo de têmpera final. Após a extinção, a distorção tende a exibir um padrão previsível e a magnitude geral da distorção é reduzida.
8. Estresse residual
O processo de usinagem de engrenagens pode induzir tensão, levando à distorção do metal.
Durante o processo de aquecimento da engrenagem, o estresse térmico não apenas contribui para a distorção, mas a liberação do estresse interno também pode causá-la.
9. Processo de aquecimento de têmpera
1）A tensão máxima que pode ser produzida sob temperatura de aquecimento é maior em engrenagens com maior diâmetro ou espessura, resultando em maior distorção.
2）Em muitas condições de produção onde as engrenagens são fixadas, há uma diferença significativa de temperatura em cada peça durante o estágio inicial de entrada no forno. A tensão térmica resultante é suficiente para causar deformação plástica na peça que atinge primeiro a alta temperatura, levando à distorção local.
3) A distorção de empenamento dos dentes delgados do eixo e das engrenagens de placa fina é muito influenciada pelo aquecimento irregular, incluindo o aquecimento rápido.
4）Geralmente, quando o aquecimento é irregular, como acontece com elementos de aquecimento direto, o lado da engrenagem com temperatura interna mais alta tende a se tornar côncavo e produzir distorção de flexão após o resfriamento.
5）A velocidade de aquecimento afeta diretamente a formação de tensão térmica durante o processo de aquecimento e pode causar distorção da engrenagem.
10. Resfriamento
1) Taxa de resfriamento de têmpera e meio de resfriamento de têmpera
Quanto maior a capacidade de refrigeração, mais forte será a intensidade de têmpera (H), e quanto maior for a diferença de temperatura entre o interior e o exterior da engrenagem (ou em diferentes espessuras), maior será a tensão gerada.
A distorção está relacionada ao tipo de meio de resfriamento de têmpera, seu desempenho de resfriamento e temperabilidade.
2) Resfriamento irregular
A distorção pode ser causada por vários fatores, como a estrutura da engrenagem, a fixação da engrenagem e as características do meio de resfriamento de têmpera.
3) Temperatura do meio de resfriamento de têmpera
Geralmente, aumentar a temperatura do meio de resfriamento de têmpera, como o óleo de têmpera, pode reduzir a distorção do tratamento térmico das engrenagens.
11. Operação de têmpera
1) Fixação da engrenagem e modo de suporte
A distorção da engrenagem é muito influenciada pelos métodos de fixação e suspensão, eslingas e seus métodos de suporte ao carregar a engrenagem no forno. Isto é especialmente verdadeiro para engrenagens anelares de paredes finas com grandes diâmetros interno e externo. Além da expansão e contração dos diâmetros interno e externo, muitas vezes pode fazer com que a circularidade fique fora da tolerância.
O carregamento inadequado do forno pode facilmente produzir grande fluência em alta temperatura, o que pode afetar o fluxo do meio de resfriamento de têmpera e a uniformidade do resfriamento das engrenagens durante a têmpera. Como resultado, a uniformidade da distorção e distorção é afetada.
2) Temperatura de aquecimento de extinção e uniformidade de aquecimento
O impacto da temperatura de extinção na distorção Warpage é significativamente maior do que na distorção de volume.
Em geral, o aumento da temperatura de têmpera resulta em maior distorção da engrenagem.
A distorção é causada por aquecimento irregular.
3) Têmpera repetida
Se as engrenagens saírem da tolerância devido à baixa qualidade do tratamento térmico, repetir o processo de têmpera durante o reparo pode resultar em um aumento na distorção devido aos ciclos de têmpera adicionais.
4) Efeito do resfriamento de têmpera
A engrenagem esfria em alta velocidade, o que causa expansão de volume simultaneamente. Se o resfriamento não for uniforme, pode resultar em maior distorção.
Na têmpera de meio duplo ou na têmpera em etapas, o tempo de residência no primeiro meio é longo.
A alta fluidez e o impacto do meio de resfriamento de têmpera na engrenagem têm uma influência significativa na distorção da engrenagem durante o tratamento térmico.
5) Fatores operacionais
Este problema está frequentemente ligado à violação dos regulamentos do processo durante a operação.
Por exemplo, durante o processo de rosqueamento, as engrenagens podem colidir umas com as outras. Além disso, o impacto entre a engrenagem e o forno, o corpo do forno, a porta do forno ou outros objetos duros pode resultar na distorção da engrenagem.
Quando a engrenagem é extinta fora do forno, uma operação instável e agitação significativa podem intensificar ainda mais a distorção da engrenagem, especialmente quando se trata de eixos de engrenagens delgados e engrenagens de placas finas.
12. Têmpera, tratamento a frio e envelhecimento
1) Temperamento
Mudanças no tamanho das engrenagens temperadas são causadas principalmente por transformações na sua microestrutura.
2) Tratamento frio
Para engrenagens com alto teor de elementos de liga ou que exigem alta precisão, um tratamento a frio é frequentemente realizado em temperaturas abaixo de zero para transformar ainda mais a austenita retida em martensita, o que leva a um maior nível de distorção.
Além disso, deve-se notar que o tamanho da expansão tende a aumentar com temperaturas de têmpera mais elevadas.
3) Tratamento do envelhecimento
A principal causa da distorção do envelhecimento na estrutura temperada de engrenagens é a quantidade de austenita retida.
Durante o envelhecimento natural, o relaxamento do estresse ocorre devido ao escape de hidrogênio. Este relaxamento e liberação de tensões podem causar uma transformação de uma pequena quantidade de austenita retida.
