Resumen

El objetivo de controlar el proceso de temple de una pieza de acero al naranja es garantizar la dureza superficial requerida. Se ha analizado experimentalmente un sonido en un líquido refrigerante generado por el proceso de temple. Contiene información suficiente sobre el proceso en curso para su cuantificación, y puede utilizarse en tiempo real. Tradicionalmente, el enfriamiento y el endurecimiento resultante pueden controlarse seleccionando diferentes parámetros del proceso, como, por ejemplo, las características del líquido refrigerante, la velocidad del flujo del líquido refrigerante, su temperatura, la temperatura de la pieza, y muchos otros. En este artículo se estudia la posibilidad de controlar el proceso de temple mediante cavitación acústica.

INTRODUCCIÓN

La producción de piezas de maquinaria suele terminar con algún tipo de tratamiento térmico. Un tratamiento térmico adecuado, como el temple, proporciona una mayor dureza superficial, lo que mejora la resistencia al desgaste. El proceso de temple debe ser rápido para alcanzar la dureza requerida, pero no demasiado rápido para evitar daños en la superficie. La supervisión del proceso de temple en tiempo real y un control adecuado pueden mejorar la calidad de la producción. Durante el proceso de enfriamiento se producen diferentes etapas de transferencia de calor (Figura 1). La aparición de cada etapa depende de los parámetros del proceso y de las propiedades de la pieza. El temple de una pieza de acero comienza siempre a partir de temperaturas superiores a 800 °C (temperatura de austenización). Al principio de la inmersión, el líquido refrigerante se vaporiza y se forma una película estable de vapor alrededor de la pieza, manteniendo seca su superficie (etapa de ebullición de la película o manto de vapor). La película de vapor se colapsa caóticamente y provoca una eliminación desigual del calor de la superficie, [1]. Se produce una ebullición nucleada cuando la superficie se enfría por debajo de la temperatura de Leidenfrost y el líquido refrigerante moja la superficie. A la etapa de transferencia de calor convectiva le sigue la etapa de ebullición nucleada, [1, 2]. Las tres etapas pueden coexistir simultáneamente en diferentes superficies de la pieza, e incluso en diferentes zonas de la misma superficie. La distribución de estas tres etapas de enfriamiento determina la transferencia de calor de la pieza al líquido refrigerante. La medición de la transferencia de calor en tiempo real es esencial para el control del proceso de enfriamiento en tiempo real.

Stoebener, desarrolló un sistema de ultrasonidos para registrar el comportamiento de humectación de piezas sumergidas en aceite de temple, [3]. Osborne examinó el comportamiento de un alambre caliente sumergido en agua.

• Materias:Matriz acústica Enfriamiento
• Subjects:Acoustic array Cooling
• Palabras claves:Cavitación acústica; Temple; Endurecimiento del acero; Ultrasonidos
• Keywords:Acoustic cavitation; Quenching; Steel hardening; Ultrasound