1.Tipos de materiales de engranajes

Acero

El acero es el material más utilizado enfabricación de engranajes Debido a su excelente resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, existen diferentes tipos de acero:

• Acero carbonoContiene una cantidad moderada de carbono para aumentar la resistencia a un precio asequible. Se usa comúnmente en aplicaciones de carga baja a media.
• Acero aleadoMezclado con elementos como cromo, molibdeno y níquel para mejorar la resistencia a la corrosión, la dureza y la durabilidad. Ideal para engranajes industriales de alta resistencia.
• Acero inoxidableConocido por su resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para entornos expuestos a la humedad o a productos químicos. Se encuentra comúnmente en maquinaria de procesamiento de alimentos o farmacéutica.

Aplicaciones:Maquinaria industrial, transmisiones automotrices, equipo pesado.

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Hierro fundido

El hierro fundido ofrece buena resistencia al desgaste y propiedades de amortiguación de vibraciones, aunque es frágil y no es adecuado para aplicaciones con cargas de alto impacto.

• Hierro fundido gris:Se utiliza para engranajes que requieren reducción de vibraciones y control de ruido.
• Hierro dúctil:Tiene mejor resistencia a la tracción que el hierro gris, adecuado para cargas moderadas.

Aplicaciones: Cajas de engranajes para bombas, compresores y equipos agrícolas.

Latón y bronce

Estos materiales ofrecen baja fricción y buena resistencia a la corrosión, lo que los hace ideales para aplicaciones específicas. Además, ofrecen propiedades autolubricantes, lo que minimiza la necesidad de lubricación externa.

• Engranajes de bronce:Se utiliza en engranajes sinfín debido a su excelente resistencia al desgaste.
• Engranajes de latón:Ligero y resistente a la corrosión, utilizado en máquinas pequeñas y aplicaciones marinas.

Aplicaciones:Engranajes helicoidales, equipos marinos y pequeños dispositivos.

2. Procesos de tratamiento térmico en la fabricación de engranajes

El tratamiento térmico es un proceso vital en la fabricación de engranajes que mejora la dureza, la resistencia y la resistencia al desgaste. Se aplican diferentes tratamientos térmicos según el material y los requisitos de la aplicación: carburización, temple por inducción, temple a la llama, nitruración, temple, etc.

2.1 Cementación (endurecimiento superficial)

La carburación consiste en introducir carbono en la superficie de engranajes de acero con bajo contenido de carbono. Tras la carburación, el engranaje se templa para formar una capa exterior dura, manteniendo al mismo tiempo la tenacidad del núcleo.

• Proceso:El engranaje se calienta en un entorno rico en carbono, seguido de un enfriamiento rápido.
• Beneficios:Alta dureza superficial con excelente tenacidad del núcleo.
• Aplicaciones:Engranajes automotrices, maquinaria industrial, equipos de minería.

2.2 Nitruración

La nitruración introduce nitrógeno en la superficie del acero de aleación, creando una capa dura y resistente al desgaste sin necesidad de temple.

• Proceso:El engranaje se calienta en una atmósfera rica en nitrógeno a temperaturas relativamente bajas.
• Beneficios:No hay distorsión durante el proceso, lo que lo hace ideal para engranajes de precisión.
• Aplicaciones:Engranajes aeroespaciales, componentes automotrices de alto rendimiento y maquinaria de precisión.

2.3 Endurecimiento por inducción

El endurecimiento por inducción es un tratamiento térmico localizado en el que se calientan rápidamente áreas específicas del engranaje mediante bobinas de inducción y luego se enfrían.

• Proceso:Los campos electromagnéticos de alta frecuencia calientan la superficie del engranaje, seguido de un enfriamiento rápido.
• Beneficios:Proporciona dureza donde se necesita conservando la tenacidad del núcleo.
• Aplicaciones:Engranajes de gran tamaño utilizados en maquinaria pesada y equipos de minería.

2.4 Templado

El revenido se realiza después del temple para reducir la fragilidad de los engranajes endurecidos y aliviar las tensiones internas.

• Proceso:Los engranajes se recalientan a una temperatura moderada y luego se enfrían lentamente.
• Beneficios:Mejora la tenacidad y reduce la posibilidad de agrietamiento.
• Aplicaciones:Engranajes que requieren un equilibrio entre resistencia y ductilidad.

2.5 Granallado

El granallado es un proceso de tratamiento superficial que aumenta la resistencia a la fatiga de los engranajes. En este proceso, se proyectan pequeñas perlas metálicas sobre la superficie del engranaje para crear tensiones de compresión.

• Proceso:Se disparan perlas o granallas de acero a alta velocidad sobre la superficie del engranaje.
• Beneficios:Mejora la resistencia a la fatiga y reduce el riesgo de grietas.
• Aplicaciones:Engranajes utilizados en aplicaciones aeroespaciales y automotrices.

Seleccionar el material de engranaje adecuado y aplicar el tratamiento térmico apropiado son pasos esenciales para garantizar que los engranajes funcionen de manera eficiente en diferentes condiciones.AceroSigue siendo la mejor opción para engranajes industriales, gracias a su resistencia y versatilidad, a menudo combinadas concarburación or endurecimiento por inducciónPara mayor durabilidad.Hierro fundidoofrece una buena amortiguación de vibraciones,latón y bronceSon ideales para aplicaciones de baja fricción.

Tratamientos térmicos comonitruración, templado, ygranalladoMejorar aún más el rendimiento de los engranajes mejorando la dureza, reduciendo el desgaste y aumentando la resistencia a la fatiga. Al comprender las propiedades de los diferentes materiales y tratamientos térmicos, los fabricantes pueden optimizar los diseños de engranajes para satisfacer las demandas específicas de diversas industrias.