Tratamento térmico do cilindro hidráulico

O tratamento térmico é uma etapa crucial na fabricação de cilindros hidráulicos, afetando diretamente a durabilidade, confiabilidade e vida útil dos cilindros.

1. Por que o tratamento térmico é necessário para cilindros hidráulicos?

Durante a operação, os cilindros hidráulicos são submetidos a pressão interna significativa, cargas externas, impactos e atrito. Seus principais componentes (especialmente o corpo do cilindro e a haste do pistão) devem possuir as seguintes propriedades:

Os cilindros de óleo hidráulico suportam grande pressão interna, carga externa, impacto e atrito durante a operação. Seus principais componentes (especialmente o cilindro e a haste do pistão) devem ter as seguintes propriedades:

1. Alta resistência e rigidez: Resistir à expansão e deformação causadas pela pressão.

1. Alta resistência e rigidez: Resistir à expansão e deformação causadas pela pressão.
2. Alta resistência ao desgaste: Reduzir o desgaste entre a vedação do pistão e a parede interna do cilindro, bem como entre a haste do pistão e a bucha guia/vedação.

2. Alta resistência ao desgaste: Reduzir o desgaste entre a vedação do pistão e a parede interna do cilindro, bem como entre a haste do pistão e a bucha guia/vedação
3. Boa resistência à fadiga: Suportar tensões alternadas causadas pelo movimento recíproco para evitar a fratura por fadiga.

3. Boa resistência à fadiga: Suportar as tensões alternadas causadas pelo movimento recíproco para evitar a fratura por fadiga.
4. Certa tenacidade: Resistir a cargas de impacto para evitar fraturas frágeis.

4. Certa tenacidade: Resistir a cargas de impacto para evitar fraturas frágeis

As matérias-primas (geralmente aço carbono ou aço liga) muitas vezes não conseguem atender simultaneamente a esses requisitos exigentes em seus estados fornecidos (como estados recozidos ou laminados).

O tratamento térmico é um processo chave que atinge as propriedades mecânicas desejadas controlando o aquecimento e resfriamento do aço, alterando assim sua microestrutura interna (composição metalográfica).

As matérias-primas (geralmente aço carbono ou aço liga) em estado de fornecimento (como normalizado ou laminado) muitas vezes não conseguem atender a esses requisitos rigorosos. O tratamento térmico é um processo chave que atinge as propriedades mecânicas desejadas controlando o aquecimento e resfriamento do aço, alterando assim sua microestrutura interna (composição metalográfica).

Tratamento térmico da haste do pistão
A haste do pistão é uma peça móvel exposta. Ela precisa ser resistente ao desgaste, à corrosão e à flexão.
· Materiais comuns: aço 45#, 40Cr, 35CrMo, aço inoxidável (como 2Cr13)
· Principais processos de tratamento térmico: têmpera e revenido + endurecimento superficial (ou cromagem)

A haste do pistão é uma peça móvel exposta, que precisa ser resistente ao desgaste, à corrosão e à flexão.

· Materiais comuns: aço 45#, 40Cr, 35CrMo, aço inoxidável (como 2Cr13)

· Principais processos de tratamento térmico: têmpera + endurecimento superficial (ou cromagem)

Endurecimento superficial (endurecimento por indução de alta/média frequência): A superfície externa da haste do pistão é submetida ao endurecimento para atingir uma dureza de HRC 45-55, aumentando sua resistência ao desgaste. Após o endurecimento, o revenido em baixa temperatura também é necessário.
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Cromagem dura: Este é o processo mais comum e clássico. No material de base da haste do pistão que passou por têmpera ou endurecimento superficial, é galvanizada uma camada de cromo duro com uma espessura de aproximadamente 0,03-0,05 mm.

A dureza da camada de cromo duro é extremamente alta (HV 800-1000, aproximadamente HRC 65-70), extremamente resistente ao desgaste e possui excelente resistência à corrosão. Antes da galvanização, geralmente é necessário retificar finamente e, após a galvanização, é necessário polir.

Endurecimento superficial (endurecimento por indução de alta/média frequência): A superfície externa da haste do pistão é endurecida para atingir uma dureza de HRC45-55, aumentando sua resistência ao desgaste. O revenido em baixa temperatura também é necessário após o endurecimento.

· Cromagem dura: Este é o processo mais comum e clássico. No material de base da haste do pistão que passou por têmpera ou endurecimento superficial, é galvanizada uma camada de cromo duro com uma espessura de aproximadamente 0,03-0,05 mm. A dureza da camada de cromo duro é extremamente alta (HV800-1000, aproximadamente HRC65-70), extremamente resistente ao desgaste e possui excelente resistência à corrosão. Antes da galvanização, geralmente é necessário retificar finamente e, após a galvanização, é necessário polir.

Processo de fabricação do tubo do cilindro:
Corte → Usinagem bruta → Tratamento de têmpera → Usinagem semiacabada → Endurecimento por indução do furo interno → Revenido em baixa temperatura → Usinagem de acabamento (retificação) → Limpeza e montagem

Processo de fabricação do tubo do cilindro:

Corte → Usinagem bruta → Tratamento de têmpera → Usinagem semiacabada → Endurecimento por indução do furo interno → Revenido em baixa temperatura → Usinagem de acabamento (retificação) → Limpeza e montagem

Processo de fabricação da haste do pistão:
Corte → Usinagem bruta → Tratamento de têmpera → Usinagem semiacabada → Endurecimento por indução superficial → Revenido em baixa temperatura / ou diretamente selecionado → Cromagem dura → Acabamento (retificação, polimento) → Limpeza e montagem

Processo de fabricação da haste do pistão:

Corte → Usinagem bruta → Tratamento de têmpera → Usinagem semiacabada → Endurecimento por indução superficial → Revenido em baixa temperatura / ou diretamente selecionado → Cromagem dura → Acabamento (retificação, polimento) → Limpeza e montagem

 Problemas comuns e soluções
1. Dureza insuficiente
· Razões: Temperatura de têmpera insuficiente, velocidade de resfriamento insuficiente, temperatura de revenido excessiva ou tempo de revenido prolongado.
· Efeitos: Baixa resistência ao desgaste, desgaste precoce e rachaduras no cilindro.

Dureza insuficiente

· Razões: Temperatura de têmpera muito baixa, velocidade de resfriamento insuficiente, temperatura de revenido muito alta ou tempo muito longo.

· Efeitos: Baixa resistência ao desgaste, o cilindro é propenso a desgaste e rachaduras precoces.

2. Deformação e flexão
· Razões: Aquecimento ou resfriamento desigual, liberação inadequada da tensão interna no material, método de fixação irracional.
· Efeitos: Causa o travamento e vazamento do cilindro, desgaste anormal dos componentes de vedação.

Deformação e flexão

· Razões: Aquecimento ou resfriamento desiguais, liberação inadequada da tensão interna do material, método de fixação inadequado.

· Efeitos: Leva ao travamento e vazamento do cilindro, desgaste anormal dos componentes de vedação.

3. Rachaduras de têmpera
· Razões: Velocidade de resfriamento excessiva (especialmente para aço de alto carbono ou peças de formato complexo), defeitos no material (como inclusões), falha em realizar o revenido imediatamente após a têmpera.
· Efeitos: Leva diretamente à destruição da peça e até mesmo causa rachaduras sob pressão.

Rachaduras de têmpera

· Razões: Velocidade de resfriamento muito rápida (especialmente para aço de alto carbono ou peças de formato complexo), defeitos no material (como inclusões), falha em revenido após a têmpera.

· Efeitos: Leva diretamente à sucata da peça e até mesmo à explosão sob pressão.

4. Revestimento de cromo corroído
· Razões: Tratamento de superfície incompleto do material de base, pré-tratamento inadequado antes da galvanização, dureza insuficiente do material de base ou espessura excessiva do revestimento.
· Efeitos: Ferrugem e desgaste rápidos da haste do pistão, contaminação do sistema hidráulico.

Descascamento do revestimento de cromo

· Razões: Tratamento de superfície incompleto do material de base, pré-tratamento inadequado, dureza insuficiente do material de base ou revestimento excessivamente espesso.

· Efeitos: Ferrugem e desgaste rápidos da haste do pistão, contaminação do sistema hidráulico.

O tratamento térmico é a tecnologia central que dá aos cilindros hidráulicos sua "estrutura de aço".

Ao realizar a têmpera e o revenido, obtém-se uma matriz forte e resistente. Através do endurecimento superficial ou cromagem, obtém-se uma superfície dura e resistente ao desgaste.

Esta combinação de "dureza externa e tenacidade interna" garante que os cilindros hidráulicos possam operar de forma estável e persistente sob várias condições adversas.

Ao escolher um cilindro hidráulico, entender o processo de tratamento térmico e o nível de seus componentes-chave é uma base importante para julgar a qualidade do produto.

O tratamento térmico é a tecnologia central que dá aos cilindros hidráulicos a "estrutura de aço". Ao obter uma matriz forte e resistente por meio de têmpera, e obter uma superfície dura e resistente ao desgaste por meio de endurecimento superficial ou cromagem, esta combinação de "dureza externa e tenacidade interna" garante que os cilindros hidráulicos possam operar de forma estável e duradoura em várias condições adversas. Ao escolher um cilindro hidráulico, entender o processo de tratamento térmico e o nível de seus componentes-chave é uma base importante para julgar sua qualidade.