Cum se realizează tratamentul termic al arcurilor lamelare? De la încălzire până la revenire, explicat în mod simplu

Un arc lamelar nu este gata doar pentru că a fost modelat. Aceeași bucată de oțel poate deveni un arc puternic și tenace, care durează ani de zile – sau o piesă slabă și casantoasă, care se rupe imediat după montare. Diferența provine adesea din tratamentul termic.

Tratamentul termic pare complicat, dar ideea de bază este simplă: încălziți oțelul, răciți-l rapid pentru a-l întări, apoi îl încălziți din nou pentru a-l face tenace.  

1. De ce are nevoie un arc lamelar de tratament termic?

Un arc lamelar funcționează în condiții dificile. Suportă sarcina, se îndoaie peste fiecare denivelare, revine la forma inițială și se îndoaie din nou. Trebuie să fie suficient de dur pentru a susține greutatea și suficient de tenace pentru a absorbi șocurile. Prea moale, și se lasă în jos. Prea dur, și se crape.

Tratamentul termic este modul în care obținem echilibrul potrivit între duritate și tenacitate. Două etape principale realizează acest lucru: calmare și recoacere .

2. Etapa unu: Încălzirea – Aducerea oțelului la roșu aprins

După ce foaia este formată, aceasta intră într-un cuptor. Temperatura este de obicei ridicată la aproximativ 850–900°C. În acest moment, oțelul strălucește în roșu.

Încălzirea nu constă doar în atingerea unei temperaturi ridicate. Dacă aceasta este prea scăzută, oțelul nu se transformă complet și călirea nu va funcționa corespunzător. Dacă este prea ridicată, grăunții devin grosolani și arcul devine casant. Prin urmare, temperatura cuptorului trebuie controlată cu precizie.

3. Pasul doi: Menținerea la temperatură constantă — Asigurarea faptului că interiorul este la fel de fierbinte ca și exteriorul

Odată ce oțelul devine roșu incandescent, acesta nu poate fi scos imediat din cuptor. Trebuie să rămână în cuptor un anumit timp. Această etapă se numește menținerea la temperatură constantă (soaking).

Scopul acesteia este de a uniformiza temperatura de la suprafață până la miez. Dacă exteriorul este suficient de fierbinte, dar interiorul nu este, călirea va face exteriorul dur și interiorul moale. Un astfel de arc va ceda în timpul utilizării. Durata menținerii la temperatură constantă depinde de grosime — foile mai groase necesită mai mult timp, iar cele mai subțiri, mai puțin timp.

4. Pasul trei: Răcirea bruscă — Răcire rapidă pentru a obține duritate

După încălzirea la temperatură constantă, lamela este mutată rapid într-un mediu de răcire. Uleiul pentru răcirea bruscă este cel mai des utilizat. Se folosesc, de asemenea, apă sau lichide speciale pentru răcirea bruscă.

Acest pas se numește răcire bruscă. Oțelul incandescent întâlnește brusc uleiul rece și temperatura scade rapid. Structura internă se modifică și oțelul devine foarte dur. În acest stadiu, însă, este și foarte casant — ca sticla. Se poate crapa dacă este lovit ușor. Nu poate fi, așadar, încă utilizat.

Pot apărea două probleme în timpul răcirii brute: răcirea prea lentă duce la duritate insuficientă; răcirea prea rapidă generează tensiuni interne excesive și poate provoca fisurarea. Viteza de răcire trebuie să fie exact cea potrivită.

5. Pasul patru: Revenirea — Relaxarea oțelului pentru a-l face dur, dar nu casant

După răcirea bruscă, arcul trebuie revenit imediat. Nu poate sta mult timp fără revenire, deoarece s-ar putea crapa.

Temperarea înseamnă plasarea arcului înapoi într-un cuptor și încălzirea acestuia la aproximativ 400–500°C. Oțelurile convenționale pentru arcuri lamelare sunt, de obicei, supuse temperării între 450–520°C. Oțelurile înalt rezistente pot necesita temperaturi mai scăzute, uneori doar 370–380°C.

Temperarea face structura dură și casantoasă obținută prin călire mai stabilă. O temperatură mai ridicată de temperare determină o scădere a durității și o creștere a tenacității arcului. O temperatură mai scăzută duce la o creștere a durității, dar și la o creștere a casanței. O diferență mică de temperatură poate avea un impact semnificativ asupra duratei de funcționare.

După temperare, arcul lamelar atinge combinația potrivită: dur, dar nu casant; rezistent, dar tenace. Aceasta este exact ceea ce necesită un vehicul.

6. Pasul cinci: Răcirea și procesele ulterioare

După temperare, arcul este răcit până la temperatura camerei. Unele materiale sunt răcite în aer; altele necesită răcire cu apă sau ulei, în funcție de calitatea oțelului și de cerințe.

Răcirea nu este ultimul pas. Arcurile lamelare trec, de obicei, prin tratamentul cu jet de granule metalice, preîncărcare și inspecție. Tratamentul cu jet de granule metalice poate fi înțeles ca fiind o împușcare cu bile mici de oțel la suprafață, cu viteză mare. Acest proces creează un strat de tensiune comprimată la suprafață și îmbunătățește semnificativ durata de viață la oboseală. Preîncărcarea aplică o sarcină pentru a stabiliza arcul și a asigura o înălțime constantă după montare.

7. Rezumat

Procesul de tratament termic al arcului lamelar este: încălzire → menținere la temperatură constantă → călire → revenire → răcire → inspecție.

Călirea îl face dur. Revenirea îl face tenace. Când cele două procese acționează împreună, arcul devine puternic și durabil. Pentru cumpărători, evaluarea calității nu se bazează doar pe duritate. Se bazează, de asemenea, pe uniformitatea structurii interne, pe prezența sau absența fisurilor și pe trecerea testelor de oboseală. Materialul este fundația, dar tratamentul termic este ceea ce deblochează, de fapt, potențialul materialului.

Arcul elicoidal Huayu controlează în mod strict temperatura de încălzire, durata de menținere la temperatură, răcirea prin călire și revenirea în procesul său de tratament termic. Parametrii procesului sunt adaptați diferitelor calități de oțel și cerințelor privind sarcina vehiculului, asigurând un echilibru optim între capacitatea de încărcare, tenacitate și durata de viață la oboseală.