El acero aleado con alto contenido de carbono (SUJ2) tiene sus propias características de calentamiento en horno y calentamiento por inducción. El enfriamiento por calentamiento en el horno tiene una alta eficiencia de producción y es un enfriamiento en dos fases para austenita y cementita. El enfriamiento por calentamiento por inducción ahorra más energía, generalmente adopta calentamiento a alta temperatura, el endurecimiento comienza desde la zona monofásica de austenita. Para encontrar las condiciones óptimas de calentamiento por inducción, se llevaron a cabo varias pruebas y se compararon las propiedades de los productos de calentamiento con los del horno.
1. Método de prueba
Sin embargo, es muy difícil medir el contenido de carbono directamente. Por lo tanto, se adopta la relación de área de carburo en lugar del contenido de carbono de la solución sólida. Las condiciones de prueba se muestran en la Tabla 1 (el estado de procesamiento se indica en la muestra a su vez mediante la temperatura de calentamiento, la relación del área de carburo y las condiciones de revenido, como "900-4-180"). El material de muestra es SUJ2 del mismo lote y el tamaño de prueba es de 60 mm × 54 mm × 15 mm. Se utiliza un calentador de inducción de alta frecuencia para calentar la muestra. A través del control de retroalimentación de la temperatura en la región central del diámetro exterior de la muestra de prueba, la temperatura de la muestra permaneció sin cambios. Después de completar el calentamiento, apague con aceite refrigerante a 70 ℃ hasta que la temperatura de la muestra baje a 100 ℃.
Tabla 1 Condiciones de prueba de calentamiento por inducción
Las características básicas del calentamiento por inducción y el estado del tratamiento térmico son las siguientes: la distribución de carburo de los productos de enfriamiento por inducción se muestra en la Figura 1, y la microestructura de las diferentes condiciones de tratamiento térmico es diferente. La dureza, el contenido de austenita residual y el tamaño de grano de la austenita original después del revenido se muestran en la Tabla 2.
HIGO. 1 distribución de carburo
Tabla 2 Dureza, contenido de austenita residual y tamaño de grano de la austenita original después del revenido
2. Selección de las condiciones óptimas de tratamiento térmico
2.1 Prueba de tasa de cambio de tamaño
La temperatura se mantuvo a 230°C durante 2 h y se midió la tasa de cambio de tamaño después del calentamiento, como se muestra en la Tabla 3. Las muestras de las tres relaciones de área de carburo no están calificadas.
HIGO. 3 Tasa de cambio de tamaño
2.2 Prueba de carga estática nominal
Los resultados de la prueba se muestran en la Figura 2. La carga estática nominal de los productos en el área sombreada es menor que la de los productos calentados en el horno (el factor de riesgo es del 5%). Esto significa que la carga estática nominal se reduce cuando se calienta a 1000 ℃.
HIGO. 2 Carga estática nominal
2.3 Ensayo de resistencia a la fractura estática
Las muestras no incluyen aquellas que no han pasado la prueba de tasa de cambio de tamaño y aquellas calentadas a 1000 ℃ con una clasificación de carga estática baja. Los resultados de la prueba de resistencia a la fractura estática se muestran en la Figura 3. La resistencia a la fractura estática de los productos en el área sombreada es menor que la de los productos calentados en el horno (el factor de riesgo es del 1%).
HIGO. 3 Resistencia a la fractura estática
2.4 Ensayo de resistencia a la fatiga por cortante
HIGO. 4 muestra los resultados de la prueba de resistencia a la fatiga por cortante, y la amplitud del esfuerzo cuando el ciclo de carga es 3 × 109R se muestra en la FIG. 5.
HIGO. 4 Rendimiento de fatiga por cizallamiento
HIGO. 5 Resistencia a la fatiga a 3 × 109 R
2.5 Determinar el tratamiento térmico adecuado
Los resultados de la evaluación de la tasa de cambio de tamaño y la resistencia se muestran en la Tabla 4. El rendimiento no debe ser inferior a la marca "O" utilizada para calentar productos en el horno; El rendimiento es inferior a la marca "X" utilizada para calentar productos en el horno; Los productos no probados están marcados con "-".
Tabla 4 Resultados de la prueba
Consulte la Tabla 5 para conocer las condiciones de calentamiento por inducción con todas las propiedades no menos que las del calentamiento en horno.
Tabla 5 Condiciones adecuadas de enfriamiento por inducción de JIS-SUJ2
3. Prueba de vida útil del rodamiento en condiciones adecuadas de tratamiento térmico por inducción
La superficie ranurada de un rodamiento de bolas de ranura profunda se templa mediante endurecimiento por inducción y la prueba de vida útil del rodamiento se lleva a cabo de acuerdo con las condiciones adecuadas del tratamiento térmico de templado por inducción. Las condiciones de prueba y los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6 y la Tabla 7.
Tabla 6 Condiciones de prueba de vida del rodamiento de bolas RCF
Tabla 7 Resultados de la prueba de vida
4. La conclusión
1) Bajo las condiciones apropiadas de enfriamiento por inducción, se puede garantizar que el rendimiento sea el mismo que el enfriamiento por calentamiento del horno.
2) Bajo las condiciones apropiadas de calentamiento por inducción y enfriamiento rápido, como se muestra en la Tabla 5, el anillo del cojinete deberá ser tratado y se llevará a cabo la prueba de vida útil. La vida de enfriamiento por inducción será 4 veces la vida nominal básica.
3) Cuando la temperatura de calentamiento alcanza los 1000 ℃, la estabilidad dimensional empeora según las condiciones de prueba descritas. Si se utiliza el revenido a alta temperatura para mejorar la estabilidad dimensional, se reducirán la dureza y la carga estática nominal.
