deep case carburizing for helical gears: capability spotlight

Los engranajes helicoidales se diferencian de los rectos en que sus dientes están cortados en ángulo con respecto al eje. Durante el funcionamiento, hay más de un diente engranado en cualquier momento, lo que permite a los engranajes helicoidales soportar cargas más pesadas con más par que los engranajes rectos. Los engranajes helicoidales también suelen ofrecer un funcionamiento más suave y silencioso. Los engranajes helicoidales de gran tamaño se utilizan a menudo en camiones pesados y equipo agrícola debido a las exigencias de robustez de estas aplicaciones.

¿Por qué la cementación profunda?

Las piezas para aplicaciones de desgaste suelen ser endurecido por el caso en lugar de a través del endurecido para conservar un núcleo más blando y dúctil. Esto permite que las piezas absorban los golpes y toleren la tensión de la aplicación sin pérdida de material, al tiempo que proporcionan una superficie fuerte y resistente al desgaste.

Las aplicaciones de gran desgaste y carga de estos grandes engranajes helicoidales requieren una mayor profundidad de caja para maximizar la resistencia y la vida útil de las piezas. En ocasiones, los engranajes helicoidales se envían para su mecanizado de acabado con el fin de ponerlos en tolerancia tras el tratamiento térmico, por lo que se especifica una profundidad de caja adicional para el tratamiento térmico.

Consideraciones sobre el proceso de cementación profunda

Sabemos que cada carga de este tipo de piezas representa una gran inversión para nuestros clientes. Los engranajes helicoidales para la agricultura y los camiones pesados suelen estar fabricados con aceros de gama alta, como el 8620 y el 8822, y pesan entre cuatro y 26 libras cada uno. 

Antes del procesamiento, la limpieza adecuada de los engranajes helicoidales es fundamental para garantizar que el tratamiento térmico produzca una carcasa uniforme. Los restos de lubricantes del proceso de mecanizado pueden enmascarar partes del engranaje e impedir que el carbono se difunda de manera uniforme por toda la superficie de la pieza.

Se requieren largos tiempos de ciclo para producir una caja profunda. De hecho, el tiempo de remojo necesario aumenta exponencialmente a medida que aumenta la profundidad de la caja especificada. Algunos trabajos requieren tiempos de ciclo de hasta 12 horas o incluso más.

Control de calidad a toda marcha

Lo último que quiere escuchar de su tratador térmico es que tienen que desechar una carga de estas piezas debido a un procesamiento incorrecto.

Evitamos los desechos y las repeticiones combinando los controles del proceso, las mediciones y las pruebas para garantizar resultados repetibles en todos los procesos que realizamos, pero hay algunas áreas clave en las que nos centramos para esta aplicación.

Cómo empezar

First, when evaluating specifications on a given job (or when we’re asked to develop process parameters), we use predictive tools to determine how long the carburizing cycle needs to be based on the desired case depth and the part material. This model was developed by our metallurgy team at AST-Paulo through decades of research and experimentation. 

Es importante determinar la concentración adecuada de carbono en la atmósfera durante el procesamiento para obtener resultados adecuados. Analizaremos sus especificaciones para determinar si sus requisitos exigen profundidad total de la caja o profundidad efectiva de la caja. Aunque algunos tratadores térmicos pueden afirmar que hay una especie de magia negra en esto, nosotros sabemos que no es así. Utilizamos otro modelo predictivo que hemos desarrollado basándonos en los datos para garantizar la concentración de carbono correcta en todo momento. No hay magia. Sólo ciencia.

Durante el procesamiento

During processing, the AST-Paulo Batch System (PBS) takes your recipe parameters stored in PICS and automatically adjusts the furnace controls to create the perfect atmosphere for processing. If something goes wrong or an error is detected, our alarming system immediately notifies the operator, the parts are quarantined for further inspection, and system safeguards prevent the lot from being shipped out of our facility. This protects you from the risk of part failure or recalls due to improper heat treatment.

Prueba

Por último, en lo que respecta a las pruebas, utilizamos las pruebas destructivas para garantizar la profundidad de caja adecuada para sus piezas. Dada la complejidad de la geometría de estas piezas, la verificación de la profundidad de la caja lograda por el tratamiento térmico requiere la realización de pruebas en una pieza real. Para garantizar un rendimiento adecuado en la aplicación, es necesario tomar muestras tanto del diente como de la raíz de los engranajes para medir la profundidad de la caja. Trabajamos con clientes que prefieren medir la pieza en determinados puntos, y podemos realizar estas pruebas destructivas tomando muestras según sus especificaciones. 

Además de verificar la profundidad del caso, también utilizaremos pruebas de microdureza para medir la dureza resultante de los engranajes.

La medición de datos garantiza la repetibilidad y la precisión

Our approach to deep case carburizing helical gears reflects AST-Paulo’s overall datagineering approach: combining the best people, systems, and equipment to achieve the ultimate repeatability and precision in thermal processing. If you’re looking for a heat treating partner for helical gears (or any other metal parts), we can help you take your results to the next level. AST-Paulo is CQI-9 and IATF 16949 certified (you can browse a more comprehensive list of our approvals and certifications here) and our St. Louis, Nashville, and Kansas City divisions have capacity available for these types of projects. Solicitar un presupuesto o connect with an AST-Paulo expert hoy mismo para empezar.