Muitas técnicas são usadas para aumentar a dureza ou resistência de um metal ou liga. Primeiro, medir os elementos é importante para selecionar o metal certo. Além disso, você precisa saber que alguns metais são endurecidos, incluindo aço de baixo carbono, ferro fundido, aço de alto carbono e aço de baixa liga de alta resistência.
É muito importante aprender sobre a superfície externa do metal, pois esta superfície está sujeita à maior abrasão e impacto direto. Para alguns metais, a dureza superficial é ajustada para garantir que a tenacidade de um substrato de metal ou liga seja suficiente através de um processo denominado endurecimento.
O que é o endurecimento de case?
O endurecimento da caixa também é chamado de “endurecimento superficial”. É um processo de tratamento térmico que torna dura a camada superficial de uma peça metálica, enquanto o interior da peça permanece comparativamente macio.
Para ferro ou aço com baixo teor de carbono, o endurecimento geralmente envolve a introdução adicional de carbono ou nitrogênio nas superfícies.
As peças endurecidas são ideais para peças que estão em contato constante com peças duras ou abrasivas, pois as peças endurecidas são mais resistentes ao desgaste e geralmente são mais fortes do que as peças que passaram pelo processo de “endurecimento total”, como o núcleo interno da peça endurecida é macia e, portanto, pode suportar mais tensão sem rasgar. O endurecimento da camada envolve o uso de temperaturas mais baixas para deformar até mesmo vários metais, como uma fina camada de aço, durante a produção.
Tipos de métodos de endurecimento
Aquecimento e têmpera
Existem três processos comuns de endurecimento de case. O primeiro “aquecimento e têmpera” também é chamado de endurecimento por chama ou indução. Como o nome sugere, este processo de endurecimento de caixa metálica envolve chama ou calor, onde uma peça de aço com alto teor de carbono é aquecida a uma temperatura extrema por uma chama de gás oxigênio ou por aquecimento por indução. A peça aquecida de aço carbono é então rapidamente resfriada por um refrigerante (geralmente água). Somente aço ou ferro com teor de carbono suficiente conseguem bons resultados com este endurecimento por chama. O teor de carbono deve ser de 0,3-0,6% C em peso. Para materiais de aço ou ferro com menor teor de carbono, existem outros processos como nitretação e cementação.
Nitretação
A nitretação é outra forma de técnica de endurecimento em que as peças de aço são aquecidas em um ambiente de amônia e amônia a uma faixa de 484-621°C. A profundidade da superfície endurecida depende de quanto tempo as peças de aço permaneceram no ambiente de amônia. Este método requer o uso de elementos como cromo, molibdênio e alumínio para formar nitretos que endurecem as peças de aço.
Carburização
Para peças de aço contendo carbono na faixa de 0,1 a 0,3% em peso, a técnica de endurecimento superficial de cementação é uma boa opção. Neste processo, as peças de aço são colocadas em uma atmosfera enriquecida com carbono e aquecidas a 9.000 °C por um determinado período de tempo. O aço é então temperado para que o carbono fique preso nas peças de aço. O aço carburizado pode ser re-endurecido por chama ou por indução porque as peças de aço carburado possuem teor de carbono suficiente para serem re-endurecidas.
Vantagens do endurecimento
Primeiro, a peça de aço torna-se significativamente mais resistente ao desgaste porque o endurecimento melhora significativamente a dureza dos metais endurecidos, enquanto o núcleo da peça de aço permanece comparativamente macio e flexível. Ao obter um núcleo mais macio, a peça consegue absorver e aliviar o estresse. Normalmente, você economiza dinheiro no longo prazo porque pode usar o item por mais tempo e não precisa comprá-lo com tanta frequência.
Em segundo lugar, o endurecimento facilita a usinagem de peças de aço. É bem sabido que as peças de aço são difíceis de usinar. Para peças que exigem dureza extrema, o método ideal é usinar um material de aço macio e depois endurecer a peça até a dureza desejada.
Terceiro, uma peça endurecida é mais fácil de soldar do que uma peça não endurecida.
Este processo é benéfico para objetos que requerem uma camada externa resistente para resistir ao desgaste, mas devem permanecer macios por dentro para absorver choques. Abaixo estão alguns benefícios do endurecimento.
Como remover a camada de óxido de peças endurecidas
Após o processo de endurecimento, a peça de aço apresenta uma camada de oxidação preta e irregular, que muitas pessoas consideram irritante, mas aceitável. Contudo, conhecemos um cliente que realmente se preocupa com a estética de uma peça de aço temperado.
Como você pode ver pelas peças nas fotos acima, uma é uma peça que fabricamos em aço inoxidável. A peça não sofreu nenhum tratamento como endurecimento e tem aspecto brilhante e semelhante ao aço, com algumas marcas de ferramentas CNC visíveis na superfície. A peça abaixo também é uma peça de aço inoxidável. A única diferença é que a parte inferior foi endurecida (a 55 HRC). A camada preta de oxidação na superfície da peça está distribuída de forma desigual: parece que manchas pretas foram espalhadas na superfície. O aço inoxidável foi manchado pelo aço.
Processos de polimento
A solução mais óbvia seria polir a camada de oxidação. No entanto, o polimento é bastante caro para o aço, mesmo que apenas um protótipo seja feito. Como muitas pessoas sabem, as peças metálicas são muito difíceis de polir. Além disso, algumas áreas, como pequenas amolgadelas e ranhuras, não podem ser alcançadas durante o polimento.
Endurecimento das peças no vácuo
O endurecimento da peça de aço em um ambiente de vácuo pode ser uma forma ideal de evitar a oxidação negra. Porque para que ocorra a oxidação, o oxigênio deve estar presente. Se não houver oxigênio presente, a oxidação não ocorre.
A peça de aço no exemplo acima foi endurecida a vácuo. Após o processo de endurecimento não foram realizados tratamentos superficiais ou pós-tratamentos. A peça tem superfície natural. A única desvantagem deste processo de endurecimento pode ser o seu alto custo. Se você quiser apenas fazer um protótipo, provavelmente será muito difícil encontrar um fornecedor que possa fazer isso.
Jateamento de contas de vidro
Se ainda quiser um acabamento mais uniforme do que na foto, recomendamos o jateamento fino (as contas são de vidro). O jateamento de contas é muito comum e muito barato. Você pode encontrar peças jateadas em todos os lugares: teclados, parte traseira do seu celular, suportes…
Primeiro endurecimento, depois usinagem
Talvez o melhor método para remover a oxidação preta seja primeiro endurecer o material usando o processo de têmpera tradicional e depois desbastar a oxidação enquanto usina a peça com máquinas CNC, em vez de primeiro usinar a peça com a máquina CNC e depois endurecê-la usando uma máquina convencional. processo. (A usinagem CNC é um processo de subtração, ou seja, um processo no qual a peça desejada é produzida pela retificação do material indesejado de um material de bloco.)
Não há custos adicionais para o processo e não se formam camadas de oxidação, mesmo em áreas de ranhuras ou amassados muito pequenos.
A limitação deste processo seria a dureza da peça endurecida. Este método não funcionará se o material de aço tiver sido endurecido a um valor de HRC60, que é muito duro e a fresadora CNC provavelmente não seria capaz de cortar o aço endurecido sem quebrar. Materiais de aço não endurecido são difíceis de usinar e muito menos de endurecer.
Aplicação de cura subsequente
Essas formas de pós-endurecimento aumentam a resistência e a resistência ao desgaste, difundindo carbono na superfície dos componentes de aço usando várias abordagens. Além disso, várias empresas fabricantes aplicam processos de endurecimento mesmo em peças de aço de baixo carbono após a usinagem.
Diploma
O endurecimento da caixa é um processo comum de tratamento térmico. Nitretação, cementação e aquecimento e têmpera são três tipos típicos de endurecimento. Para remover a camada de oxidação do aço endurecido, o aço pode ser polido, jateado, endurecido a vácuo e primeiro endurecido e depois pós-endurecido. Durante a tecnologia de endurecimento, o aço recebe uma temperatura controlada, mas crítica. No entanto, temperaturas elevadas são geralmente possíveis dependendo do material e do processo de resfriamento.
