Tratamiento térmico del cilindro hidráulico

El tratamiento térmico es un paso crucial en la fabricación de cilindros hidráulicos, que afecta directamente a la durabilidad, fiabilidad y vida útil de los cilindros.

1. ¿Por qué es necesario el tratamiento térmico para los cilindros hidráulicos?

Durante el funcionamiento, los cilindros hidráulicos están sujetos a una presión interna significativa, cargas externas, impactos y fricción. Sus componentes principales (especialmente el cuerpo del cilindro y el vástago del pistón) deben poseer las siguientes propiedades:

Los cilindros hidráulicos soportan una gran presión interna, cargas externas, impactos y fricción durante el funcionamiento. Sus componentes principales (especialmente el cuerpo del cilindro y el vástago del pistón) deben tener las siguientes propiedades:

1. Alta resistencia y rigidez: Resistir la expansión y deformación causada por la presión.

1. Alta resistencia y rigidez: Resistir la expansión y deformación causada por la presión.
2. Alta resistencia al desgaste: Reducir el desgaste entre el sello del pistón y la pared interior del cilindro, así como entre el vástago del pistón y el manguito guía/sello.

2. Alta resistencia al desgaste: Reducir el desgaste entre el sello del pistón y la pared interior del cilindro, así como entre el vástago del pistón y el manguito guía/sello.
3. Buena resistencia a la fatiga: Soportar las tensiones alternas provocadas por el movimiento de vaivén para evitar la fractura por fatiga.

3. Buena resistencia a la fatiga: Soportar las tensiones alternas provocadas por el movimiento de vaivén para evitar la fractura por fatiga.
4. Cierta tenacidad: Resistir las cargas de impacto para evitar la fractura frágil.

4. Cierta tenacidad: Resistir las cargas de impacto para evitar la fractura frágil.

Las materias primas (generalmente acero al carbono o acero aleado) a menudo no pueden cumplir simultáneamente estos exigentes requisitos en sus estados suministrados (como estados recocidos o laminados).

El tratamiento térmico es un proceso clave que logra las propiedades mecánicas deseadas controlando el calentamiento y enfriamiento del acero, alterando así su microestructura interna (composición metalográfica).

Las materias primas (generalmente acero al carbono o acero aleado) a menudo no pueden cumplir simultáneamente estos exigentes requisitos en sus estados suministrados (como estados recocidos o laminados). El tratamiento térmico es un proceso clave que logra las propiedades mecánicas deseadas controlando el calentamiento y enfriamiento del acero, alterando así su microestructura interna (composición metalográfica).

Tratamiento térmico del vástago del pistón
El vástago del pistón es una pieza móvil expuesta. Necesita ser resistente al desgaste, a la corrosión y a la flexión.
· Materiales comunes: acero 45#, 40Cr, 35CrMo, acero inoxidable (como 2Cr13)
· Principales procesos de tratamiento térmico: temple y revenido + endurecimiento superficial (o cromado)

El vástago del pistón es una pieza móvil expuesta, que debe ser resistente al desgaste, a la corrosión y a la flexión.

· Materiales comunes: acero 45#, 40Cr, 35CrMo, acero inoxidable (como 2Cr13)

· Principales procesos de tratamiento térmico: temple y revenido + endurecimiento superficial (o cromado)

Endurecimiento superficial (endurecimiento por inducción de alta/media frecuencia): La superficie exterior del vástago del pistón se somete a endurecimiento para lograr una dureza de HRC 45-55, lo que mejora su resistencia al desgaste. Después del endurecimiento, también se requiere un revenido a baja temperatura.
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Cromado duro: Este es el proceso más común y clásico. Sobre el material base del vástago del pistón que ha sido sometido a temple o endurecimiento superficial, se electrochapa una capa de cromo duro con un espesor de aproximadamente 0,03-0,05 mm.

La dureza de la capa de cromo duro es extremadamente alta (HV 800-1000, aproximadamente HRC 65-70), extremadamente resistente al desgaste y tiene una excelente resistencia a la corrosión. Antes del cromado, generalmente es necesario un rectificado fino, y después del cromado, se requiere pulido.

Endurecimiento superficial (endurecimiento por inducción de alta/media frecuencia): Se realiza un endurecimiento en la superficie exterior del vástago del pistón para que alcance una dureza de HRC45-55, mejorando su resistencia al desgaste. También se requiere un revenido a baja temperatura después del endurecimiento.

· Cromado duro: Este es el proceso más común y clásico. Se electrochapa una capa de cromo duro de aproximadamente 0,03-0,05 mm de espesor sobre el material base del vástago del pistón que ha sido templado o endurecido superficialmente. La dureza de la capa de cromo duro es extremadamente alta (HV800-1000, aproximadamente HRC65-70), extremadamente resistente al desgaste y tiene una excelente resistencia a la corrosión. Antes del cromado, generalmente se requiere un rectificado fino, y después del cromado, se requiere pulido.

Proceso de fabricación del tubo del cilindro:
Corte → Mecanizado en bruto → Tratamiento de temple → Mecanizado semiacabado → Endurecimiento por inducción del orificio interior → Revenido a baja temperatura → Mecanizado de acabado (rectificado) → Limpieza y montaje

Proceso de fabricación del tubo del cilindro:

Corte → Mecanizado en bruto → Tratamiento de temple → Mecanizado semiacabado → Endurecimiento por inducción del orificio interior → Revenido a baja temperatura → Mecanizado de acabado (rectificado) → Limpieza y montaje

Proceso de fabricación del vástago del pistón:
Corte → Mecanizado en bruto → Tratamiento de temple → Mecanizado semiacabado → Endurecimiento por inducción superficial → Revenido a baja temperatura / o directamente seleccionado → Cromado duro → Acabado (rectificado, pulido) → Limpieza y montaje

Proceso de fabricación del vástago del pistón:

Corte → Mecanizado en bruto → Tratamiento de temple → Mecanizado semiacabado → Endurecimiento por inducción superficial → Revenido a baja temperatura / o directamente seleccionado → Cromado duro → Acabado (rectificado, pulido) → Limpieza y montaje

 Problemas comunes y soluciones
1. Dureza insuficiente
· Razones: Temperatura de temple insuficiente, velocidad de enfriamiento insuficiente, temperatura de revenido excesiva o tiempo de revenido prolongado.
· Efectos: Mala resistencia al desgaste, desgaste y agrietamiento prematuros del cilindro.

Dureza insuficiente

· Razones: Temperatura de temple demasiado baja, velocidad de enfriamiento insuficiente, temperatura de revenido demasiado alta o tiempo demasiado largo.

· Efectos: Mala resistencia al desgaste, el cilindro es propenso al desgaste y a la tracción temprana.

2. Deformación y flexión
· Razones: Calentamiento o enfriamiento desigual, liberación inadecuada de la tensión interna en el material, método de sujeción irrazonable.
· Efectos: Hace que el cilindro se atasque y gotee, desgaste anormal de los componentes de sellado.

Deformación y flexión

· Razones: Calentamiento o enfriamiento desigual, liberación inadecuada de la tensión interna del material, método de sujeción irrazonable.

· Efectos: Provoca que el cilindro se atasque y gotee, desgaste anormal de los componentes de sellado.

3. Grietas de temple
· Razones: Velocidad de enfriamiento excesiva (especialmente para acero con alto contenido de carbono o piezas de forma compleja), defectos en el material (como inclusiones), no realizar el revenido con prontitud después del temple.
· Efectos: Conduce directamente a la destrucción de la pieza, e incluso provoca grietas bajo presión.

Grietas de temple

· Razones: Velocidad de enfriamiento demasiado rápida (especialmente para acero con alto contenido de carbono o piezas de forma compleja), defectos en el material (como inclusiones), no realizar el revenido a tiempo después del temple.

· Efectos: Conduce directamente a la inutilización de la pieza, e incluso provoca explosiones bajo presión.

4. Recubrimiento de cromo erosionado
· Razones: Tratamiento superficial incompleto del material base, pretratamiento inadecuado antes del cromado, dureza insuficiente del material base o espesor excesivo del recubrimiento.
· Efectos: Oxidación y desgaste rápidos del vástago del pistón, contaminación del sistema hidráulico.

Desprendimiento del revestimiento de cromo

· Razones: Tratamiento superficial incompleto del material base, pretratamiento inadecuado, dureza insuficiente del material base o revestimiento demasiado grueso.

· Efectos: Oxidación y desgaste rápidos del vástago del pistón, contaminación del sistema hidráulico.

El tratamiento térmico es la tecnología central que da a los cilindros hidráulicos su "estructura de acero".

Al realizar el temple y el revenido, se obtiene una matriz fuerte y resistente. A través del endurecimiento superficial o el cromado, se logra una superficie dura y resistente al desgaste.

Esta combinación de "dureza exterior y tenacidad interior" asegura que los cilindros hidráulicos puedan funcionar de manera estable y persistente en diversas condiciones adversas.

Al elegir un cilindro hidráulico, comprender el proceso de tratamiento térmico y el nivel de sus componentes clave es una base importante para juzgar la calidad del producto.

El tratamiento térmico es la tecnología central que da a los cilindros hidráulicos su "esqueleto de acero". Al obtener una matriz fuerte y resistente mediante el temple y el revenido, y una superficie dura y resistente al desgaste mediante el endurecimiento superficial o el cromado, esta combinación de "dureza exterior y tenacidad interior" garantiza que los cilindros hidráulicos puedan funcionar de forma estable y duradera en diversas condiciones adversas. Al elegir un cilindro hidráulico, comprender el proceso de tratamiento térmico y el nivel de sus componentes clave es una base importante para juzgar su calidad.