Quando un produttore americano di componenti per autoveicoli ha esaminato i suoi dati sui rottami e sui rilavori, un modello è emerso: troppe parti venivano respinte dopo il trattamento termico.Variazione della durezza tra i lotti, profondità e microstruttura inconsistenti del caso, e lamentele dei clienti sulle prestazioni imprevedibili sono tutte riconducibili a un vecchio forno a scatola al centro della linea.

Per risolvere questo problema, l'impianto ha investito in un forno di trattamento termico a tubo di 580 kW con una temperatura massima di funzionamento di 1100°C, progettato appositamente per ingranaggi,alberi e altri componenti critici per la sicurezza.

Dispersione della durezza e incoerenza della microstruttura: dove il vecchio forno ha fallito

Prima dell'aggiornamento, i principali problemi erano:

• Variazioni di durezza da batch a batch che superavano i limiti del cliente, costringendo costosi controlli e rilavorazioni al 100%.

• Distribuzione di temperatura irregolare nella camera del forno, che porta a una microstruttura incoerente anche quando i tempi di ciclo sono teoricamente corretti.

• Limitato spazio per la temperatura, rendendo rischioso eseguire cicli a temperature più elevate per nuovi gradi di lega.

In altre parole, anche con buone ricette di processo su carta, il vecchio forno di trattamento termico non poteva mantenere fisicamente l'uniformità richiesta nella zona di lavoro.

Progettazione del tipo di tubo e controllo multi-zona: stabilizzazione dei processi a 1100°C

Il nuovo forno di trattamento termico a tubo è stato costruito attorno a diverse caratteristiche incentrate sulla qualità:

• Camera tubolare a più zone con zone controllate in modo indipendente per modellare il profilo di temperatura lungo la lunghezza del forno.

• Termocoppie ad alta precisione e controllo PID, che consentono un controllo rigoroso intorno a 1100 °C per cicli impegnativi.

• Fabbricazione ottimizzata di attrezzature di carico e spaziatura delle parti, in modo che ogni lotto abbia un flusso di gas, un'esposizione alla temperatura e un tempo di spegnimento simili.

Combinando la progettazione del forno con la validazione del processo aggiornata, l'impianto è stato in grado di rafforzare il controllo della durezza e della profondità della cassa per i componenti chiave.

Risultati: meno sorprese, qualità più prevedibile

Nel giro di pochi mesi dalla produzione del nuovo forno, l'impianto ha registrato:

• Una riduzione significativa del ritrattamento dovuto alla durezza al di fuori della tolleranza.

• Microstruttura più coerente su tutto il carico, migliorando la fatica e le prestazioni di usura.

• Maggiore sicurezza nell'approvazione di nuove ricette di trattamento termico per acciai avanzati.

Per questo stabilimento statunitense di ricambi auto, il forno di trattamento termico a tubo da 580 kW e 1100 °C ha trasformato il trattamento termico da un punto di rischio cronico in un processo centrale controllato e prevedibile.