Notizie - Materiali e durezza della catena del trasportatore raschiatore di scorie (catena a maglie rotonde)

Percatene a maglie rotondePer l'impiego nei trasportatori raschiatori delle scorie, i materiali in acciaio devono possedere una robustezza eccezionale, resistenza all'usura e la capacità di sopportare temperature elevate e ambienti abrasivi.

Sia il 17CrNiMo6 che il 23MnNiMoCr54 sono acciai legati di alta qualità, comunemente utilizzati per applicazioni gravose, come le catene a maglie tonde nei trasportatori raschia scorie. Questi acciai sono noti per la loro eccellente durezza, tenacità e resistenza all'usura, soprattutto se sottoposti a cementazione mediante cementazione. Di seguito è riportata una guida dettagliata sul trattamento termico e la cementazione di questi materiali:

17CrNiMo6 (1.6587)

Si tratta di un acciaio legato al cromo-nichel-molibdeno con eccellente tenacità del nucleo e durezza superficiale dopo cementazione. È ampiamente utilizzato in ingranaggi, catene e altri componenti che richiedono un'elevata resistenza all'usura.

Trattamento termico per 17CrNiMo6

1. Normalizzazione (facoltativa):

- Scopo: affina la struttura del grano e migliora la lavorabilità.

- Temperatura: 880–920°C.

- Raffreddamento: Raffreddamento ad aria.

2. Cementazione:

- Scopo: aumenta il contenuto di carbonio superficiale per creare uno strato duro e resistente all'usura.

- Temperatura: 880–930°C.

- Atmosfera: ambiente ricco di carbonio (ad esempio, cementazione di gas con gas endotermico o cementazione di liquidi).

- Tempo: dipende dalla profondità desiderata del rivestimento (in genere 0,5-2,0 mm). Ad esempio:

- Profondità della cassa di 0,5 mm: ~4–6 ore.

- Profondità della cassa di 1,0 mm: ~8–10 ore.

- Potenziale di carbonio: 0,8–1,0% (per ottenere un elevato contenuto di carbonio superficiale).

3. Tempra:

- Scopo: trasforma lo strato superficiale ad alto contenuto di carbonio in martensite dura.

- Temperatura: subito dopo la cementazione, temprare in olio (ad esempio a 60–80°C).

- Velocità di raffreddamento: controllata per evitare distorsioni.

4. Tempra:

- Scopo: riduce la fragilità e migliora la tenacità.

- Temperatura: 150–200°C (per elevata durezza) o 400–450°C (per maggiore tenacità).

- Tempo: 1–2 ore.

5. Durezza finale:

- Durezza superficiale: 58–62 HRC.

- Durezza del nucleo: 30–40 HRC.

23MnNiMoCr54 (1.7131)

Si tratta di un acciaio legato al manganese, nichel, molibdeno e cromo con eccellente temprabilità e tenacità. Viene spesso utilizzato in componenti che richiedono elevata resistenza meccanica e all'usura.

Trattamento termico per 23MnNiMoCr54

1. Normalizzazione (facoltativa):

- Scopo: Migliora l'uniformità e la lavorabilità.

- Temperatura: 870–910°C.

- Raffreddamento: Raffreddamento ad aria.

2. Cementazione:

- Scopo: crea uno strato superficiale ad alto tenore di carbonio per resistere all'usura.

- Temperatura: 880–930°C.

- Atmosfera: ambiente ricco di carbonio (ad esempio, cementazione di gas o liquidi).

- Tempo: dipende dalla profondità di trattamento desiderata (simile a 17CrNiMo6).

- Potenziale di carbonio: 0,8–1,0%.

3. Tempra:

- Scopo: indurisce lo strato superficiale.

- Temperatura: Tempra in olio (ad esempio a 60–80°C).

- Velocità di raffreddamento: controllata per ridurre al minimo la distorsione.

4. Tempra:

- Scopo: bilancia durezza e tenacità.

- Temperatura: 150–200°C (per elevata durezza) o 400–450°C (per maggiore tenacità).

- Tempo: 1–2 ore.

5. Durezza finale:

- Durezza superficiale: 58–62 HRC.

- Durezza del nucleo: 30–40 HRC.

Parametri chiave per la cementazione

- Profondità di cementazione: in genere 0,5–2,0 mm, a seconda dell'applicazione. Per le catene raschia scorie, è spesso adatta una profondità di cementazione di 1,0–1,5 mm.

- Contenuto di carbonio superficiale: 0,8–1,0% per garantire un'elevata durezza.

- Mezzo di tempra: per questi acciai si preferisce l'olio per evitare crepe e distorsioni.

- Rinvenimento: per ottenere la massima durezza si utilizzano temperature di rinvenimento più basse (150–200°C), mentre temperature più elevate (400–450°C) migliorano la tenacità.

Vantaggi della cementazione per 17CrNiMo6 e 23MnNiMoCr54

1. Elevata durezza superficiale: raggiunge 58–62 HRC, garantendo un'eccellente resistenza all'usura.

2. Nucleo resistente: mantiene un nucleo duttile (30–40 HRC) per resistere agli urti e alla fatica.

3. Durata: ideale per ambienti difficili come la movimentazione di scorie, dove abrasione e urti sono comuni.

4. Profondità della cassa controllata: consente la personalizzazione in base all'applicazione specifica.

Considerazioni post-trattamento

1. Pallinatura:

- Migliora la resistenza alla fatica inducendo sollecitazioni compressive sulla superficie.

2. Finitura superficiale:

- Per ottenere la finitura superficiale e la precisione dimensionale desiderate, è possibile procedere alla molatura o alla lucidatura.

3. Controllo di qualità:

- Eseguire prove di durezza (ad esempio, Rockwell C) e analisi microstrutturali per garantire la corretta profondità del trattamento e durezza.

La prova di durezza è un passaggio fondamentale per garantire la qualità e le prestazioni delle catene a maglie tonde realizzate con materiali come 17CrNiMo6 e 23MnNiMoCr54, soprattutto dopo la cementazione e il trattamento termico. Di seguito sono riportate una guida completa e raccomandazioni per la prova di durezza delle catene a maglie tonde:

Importanza della prova di durezza

1. Durezza superficiale: garantisce che lo strato cementato delle maglie della catena abbia raggiunto la resistenza all'usura desiderata.

2. Durezza del nucleo: verifica la tenacità e la duttilità del materiale del nucleo delle maglie della catena.

3. Controllo qualità: conferma che il processo di trattamento termico è stato eseguito correttamente.

4. Coerenza: garantisce l'uniformità tra i collegamenti della catena.

Metodi di prova della durezza della catena a maglie rotonde

Per le catene cementate, vengono comunemente utilizzati i seguenti metodi di prova della durezza:

1. Prova di durezza Rockwell (HRC)

- Scopo: Misura la durezza superficiale dello strato cementato.

- Scala: Rockwell C (HRC) è utilizzata per materiali ad alta durezza.

- Procedura:

- Un penetratore conico di diamante viene premuto sulla superficie della maglia della catena sotto un carico importante.

- La profondità di penetrazione viene misurata e convertita in un valore di durezza.

- Applicazioni:

- Ideale per misurare la durezza superficiale (58–62 HRC per strati cementati).

- Attrezzatura: Durometro Rockwell.

2. Prova di durezza Vickers (HV)

- Scopo: misura la durezza in punti specifici, tra cui la cassa e il nucleo.

- Scala: Durezza Vickers (HV).

- Procedura:

- Un penetratore piramidale diamantato viene premuto nel materiale.

- La lunghezza diagonale dell'impronta viene misurata e convertita in durezza.

- Applicazioni:

- Adatto per misurare gradienti di durezza dalla superficie al nucleo.

- Attrezzatura: Durometro Vickers.

3. Test di microdurezza

- Scopo: misura la durezza a livello microscopico, spesso utilizzato per valutare il profilo di durezza della cassa e del nucleo.

- Scala: Vickers (HV) o Knoop (HK).

- Procedura:

- Per realizzare micro-indentazioni si utilizza un piccolo penetratore.

- La durezza viene calcolata in base alla dimensione dell'impronta.

- Applicazioni:

- Utilizzato per determinare il gradiente di durezza e la profondità effettiva del trattamento.

- Attrezzatura: Microdurometri.

4. Prova di durezza Brinell (HBW)

- Scopo: Misura la durezza del materiale del nucleo.

- Scala: Durezza Brinell (HBW).

- Procedura:

- Una sfera di carburo di tungsteno viene premuta nel materiale sotto un carico specifico.

- Il diametro dell'impronta viene misurato e convertito in durezza.

- Applicazioni:

- Adatto per la misurazione della durezza del nucleo (equivalente a 30–40 HRC).

- Attrezzatura: Durometro Brinell.

Procedura di prova di durezza per catene cementate

1. Test di durezza superficiale:

- Utilizzare la scala Rockwell C (HRC) per misurare la durezza dello strato cementato.

- Testare più punti sulla superficie delle maglie della catena per garantirne l'uniformità.

- Durezza prevista: 58–62 HRC.

2. Prova di durezza del nucleo:

- Utilizzare la scala Rockwell C (HRC) o Brinell (HBW) per misurare la durezza del materiale del nucleo.

- Testare il nucleo tagliando una sezione trasversale di una maglia di catena e misurando la durezza al centro.

- Durezza prevista: 30–40 HRC.

3. Test del profilo di durezza:

- Utilizzare il test Vickers (HV) o di microdurezza per valutare il gradiente di durezza dalla superficie al nucleo.

- Preparare una sezione trasversale della maglia della catena e praticare delle incisioni a intervalli regolari (ad esempio, ogni 0,1 mm).

- Tracciare i valori di durezza per determinare la profondità effettiva del trattamento termico (tipicamente dove la durezza scende a 550 HV o 52 HRC).

Valori di durezza consigliati per la catena del trasportatore del raschiatore di scorie

- Durezza superficiale: 58–62 HRC (dopo cementazione e tempra).

- Durezza del nucleo: 30–40 HRC (dopo la tempra).

- Profondità effettiva della cassa: la profondità alla quale la durezza scende a 550 HV o 52 HRC (in genere 0,5–2,0 mm, a seconda dei requisiti).

Valori di durezza per la catena del trasportatore del raschiatore di scorie

Test di durezza della catena a maglie rotonde 01

Controllo di qualità e standard

1. Frequenza dei test:

- Eseguire prove di durezza su un campione rappresentativo di catene di ciascun lotto.

- Testare più link per garantire la coerenza.

2. Standard:

- Seguire gli standard internazionali per le prove di durezza, come: ISO 6508

Ulteriori raccomandazioni per la prova di durezza delle catene a maglie rotonde

1. Test di durezza ultrasonica

- Scopo: Metodo non distruttivo per misurare la durezza superficiale.

- Procedura:

- Utilizza una sonda a ultrasuoni per misurare la durezza in base all'impedenza di contatto.

- Applicazioni:

- Utile per testare le catene finite senza danneggiarle.

- Attrezzatura: Durometro ad ultrasuoni.

2. Misurazione della profondità del bossolo

- Scopo: determina la profondità dello strato indurito della maglia della catena.

- Metodi:

- Prova di microdurezza: misura la durezza a diverse profondità per identificare la profondità effettiva del rivestimento (dove la durezza scende a 550 HV o 52 HRC).

- Analisi metallografica: esamina una sezione trasversale al microscopio per valutare visivamente la profondità del rivestimento.

- Procedura:

- Tagliare una sezione trasversale della maglia della catena.

- Lucidare e incidere il campione per rivelare la microstruttura.

- Misurare la profondità dello strato indurito.

Flusso di lavoro per prove di durezza

Ecco un flusso di lavoro dettagliato per la prova di durezza delle catene cementate:

1. Preparazione del campione:

- Selezionare un collegamento rappresentativo della catena dal lotto.

- Pulire la superficie per rimuovere eventuali contaminanti o incrostazioni.

- Per testare la durezza del nucleo e il profilo di durezza, tagliare una sezione trasversale del collegamento.

2. Test di durezza superficiale:

- Utilizzare un durometro Rockwell (scala HRC) per misurare la durezza superficiale.

- Eseguire più letture in punti diversi del collegamento per garantire l'uniformità.

3. Prova di durezza del nucleo:

- Utilizzare un durometro Rockwell (scala HRC) o un durometro Brinell (scala HBW) per misurare la durezza del nucleo.

- Testare il centro del collegamento trasversale.

4. Test del profilo di durezza:

- Utilizzare un tester di durezza Vickers o un microdurore per misurare la durezza a intervalli regolari dalla superficie al nucleo.

- Tracciare i valori di durezza per determinare la profondità effettiva del trattamento.

5. Documentazione e analisi:

- Registrare tutti i valori di durezza e le misurazioni della profondità del rivestimento.

- Confrontare i risultati con i requisiti specificati (ad esempio, durezza superficiale di 58–62 HRC, durezza del nucleo di 30–40 HRC e profondità della cementazione di 0,5–2,0 mm).

- Identificare eventuali deviazioni e adottare misure correttive se necessario.

Sfide e soluzioni comuni

1. Durezza incoerente:

- Causa: Cementazione o tempra non uniformi.

- Soluzione: garantire una temperatura e un potenziale di carbonio uniformi durante la cementazione e un'agitazione adeguata durante la tempra.

2. Bassa durezza superficiale:

- Causa: Contenuto di carbonio insufficiente o tempra non corretta.

- Soluzione: verificare il potenziale di carbonio durante la cementazione e garantire parametri di tempra adeguati (ad esempio, temperatura dell'olio e velocità di raffreddamento).

3. Profondità eccessiva della cassa:

- Causa: Tempo di cementazione prolungato o temperatura di cementazione elevata.

- Soluzione: ottimizzare il tempo e la temperatura di carbocementazione in base alla profondità desiderata del rivestimento.

4. Distorsione durante la tempra:

- Causa: Raffreddamento rapido o non uniforme.

- Soluzione: utilizzare metodi di tempra controllata (ad esempio tempra in olio con agitazione) e prendere in considerazione trattamenti di distensione.

Standard e riferimenti

- ISO 6508: Prova di durezza Rockwell.

- ISO 6507: Prova di durezza Vickers.

- ISO 6506: Prova di durezza Brinell.

- ASTM E18: Metodi di prova standard per la durezza Rockwell.

- ASTM E384: Metodo di prova standard per la durezza da microindentazione.

Raccomandazioni finali

1. Calibrazione regolare:

- Calibrare regolarmente le apparecchiature per la prova di durezza utilizzando blocchi di riferimento certificati per garantirne la precisione.

2. Formazione:

- Assicurarsi che gli operatori siano formati sulle tecniche appropriate per effettuare prove di durezza e sull'uso delle attrezzature.

3. Controllo di qualità:

- Implementare un solido processo di controllo qualità, che comprenda regolari test di durezza e documentazione.

4. Collaborazione con i fornitori:

- Collaborare strettamente con i fornitori di materiali e gli impianti di trattamento termico per garantire una qualità costante.

Data di pubblicazione: 04-02-2025

Materiali e durezza della catena del trasportatore raschiatore di scorie (catena a maglie rotonde)

17CrNiMo6 (1.6587)

23MnNiMoCr54 (1.7131)

Parametri chiave per la cementazione

Vantaggi della cementazione per 17CrNiMo6 e 23MnNiMoCr54

Considerazioni post-trattamento

Importanza della prova di durezza

Metodi di prova della durezza della catena a maglie rotonde

Procedura di prova di durezza per catene cementate

Valori di durezza consigliati per la catena del trasportatore del raschiatore di scorie

Controllo di qualità e standard

Ulteriori raccomandazioni per la prova di durezza delle catene a maglie rotonde

Flusso di lavoro per prove di durezza

Sfide e soluzioni comuni

Standard e riferimenti

Raccomandazioni finali

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