Actualités - Matériaux et dureté des chaînes de convoyeurs à racleurs de scories (chaînes à maillons ronds)

Pourchaînes à maillons rondsUtilisés dans les convoyeurs à racleurs de scories, les matériaux en acier doivent posséder une résistance exceptionnelle, une résistance à l'usure et la capacité de résister à des températures élevées et à des environnements abrasifs.

Les aciers 17CrNiMo6 et 23MnNiMoCr54 sont des aciers alliés de haute qualité couramment utilisés pour des applications exigeantes, comme les chaînes à maillons ronds des convoyeurs à racleurs de scories. Ces aciers sont reconnus pour leur excellente dureté, leur ténacité et leur résistance à l'usure, notamment après cémentation. Vous trouverez ci-dessous un guide détaillé sur le traitement thermique et la cémentation de ces matériaux :

17CrNiMo6 (1,6587)

Il s'agit d'un acier allié au chrome-nickel-molybdène présentant une excellente ténacité à cœur et une dureté superficielle remarquable après cémentation. Il est largement utilisé dans la fabrication d'engrenages, de chaînes et d'autres composants exigeant une haute résistance à l'usure.

Traitement thermique pour l'acier 17CrNiMo6

1. Normalisation (facultatif) :

- Objectif : Affiner la structure granulaire et améliorer l'usinabilité.

- Température : 880–920°C.

- Refroidissement : Refroidissement par air.

2. Cémentation :

- Objectif : Augmenter la teneur en carbone en surface pour créer une couche dure et résistante à l'usure.

- Température : 880–930°C.

- Atmosphère : Environnement riche en carbone (par exemple, carburation gazeuse avec carburation gazeuse endothermique ou carburation liquide).

- Durée : dépend de la profondeur de pénétration souhaitée (généralement de 0,5 à 2,0 mm). Par exemple :

- Profondeur du boîtier de 0,5 mm : environ 4 à 6 heures.

- Profondeur du boîtier de 1,0 mm : environ 8 à 10 heures.

- Potentiel carbone : 0,8–1,0 % (pour obtenir une teneur élevée en carbone de surface).

3. Trempe :

- Objectif : Transformer la couche superficielle à haute teneur en carbone en martensite dure.

- Température : Immédiatement après la cémentation, tremper dans l'huile (par exemple, à 60–80 °C).

- Vitesse de refroidissement : Contrôlée pour éviter toute déformation.

4. Trempe :

- Objectif : Réduire la fragilité et améliorer la résistance.

- Température : 150–200°C (pour une dureté élevée) ou 400–450°C (pour une meilleure ténacité).

- Durée : 1 à 2 heures.

5. Dureté finale :

- Dureté de surface : 58–62 HRC.

- Dureté du noyau : 30–40 HRC.

23MnNiMoCr54 (1,7131)

Il s'agit d'un acier allié au manganèse-nickel-molybdène-chrome présentant une excellente trempabilité et une grande ténacité. Il est fréquemment utilisé dans la fabrication de composants exigeant une résistance mécanique et à l'usure élevées.

Traitement thermique pour 23MnNiMoCr54

1. Normalisation (facultatif) :

- Objectif : Améliorer l'uniformité et l'usinabilité.

- Température : 870–910°C.

- Refroidissement : Refroidissement par air.

2. Cémentation :

- Objectif : Créer une couche superficielle à haute teneur en carbone pour une meilleure résistance à l'usure.

- Température : 880–930°C.

- Atmosphère : Environnement riche en carbone (par exemple, carburation gazeuse ou liquide).

- Temps : Dépend de la profondeur de trempe souhaitée (similaire à 17CrNiMo6).

- Potentiel carbone : 0,8–1,0 %.

3. Trempe :

- Objectif : Durcir la couche superficielle.

- Température : Tremper dans l'huile (par exemple, à 60–80°C).

- Vitesse de refroidissement : Contrôlée pour minimiser la distorsion.

4. Trempe :

- Objectif : Équilibrer la dureté et la ténacité.

- Température : 150–200°C (pour une dureté élevée) ou 400–450°C (pour une meilleure ténacité).

- Durée : 1 à 2 heures.

5. Dureté finale :

- Dureté de surface : 58–62 HRC.

- Dureté du noyau : 30–40 HRC.

Paramètres clés de la cémentation

- Profondeur de la couche de métallisation : généralement de 0,5 à 2,0 mm, selon l’application. Pour les chaînes de racleurs de scories, une profondeur de 1,0 à 1,5 mm est souvent appropriée.

- Teneur en carbone en surface : 0,8 à 1,0 % pour garantir une dureté élevée.

- Milieu de trempe : L'huile est préférable pour ces aciers afin d'éviter les fissures et les déformations.

- Revenu : Des températures de revenu plus basses (150–200 °C) sont utilisées pour une dureté maximale, tandis que des températures plus élevées (400–450 °C) améliorent la ténacité.

Avantages de la cémentation pour les aciers 17CrNiMo6 et 23MnNiMoCr54

1. Dureté de surface élevée : atteint 58 à 62 HRC, offrant une excellente résistance à l'usure.

2. Noyau résistant : Maintient un noyau ductile (30–40 HRC) pour résister aux chocs et à la fatigue.

3. Durabilité : Idéal pour les environnements difficiles comme la manutention des scories, où l'abrasion et les chocs sont fréquents.

4. Profondeur de traitement contrôlée : permet une personnalisation en fonction de l’application spécifique.

Considérations post-traitement

1. Grenaillage :

- Améliore la résistance à la fatigue en induisant des contraintes de compression en surface.

2. Finition de surface :

- Le meulage ou le polissage peuvent être effectués pour obtenir la finition de surface et la précision dimensionnelle souhaitées.

3. Contrôle de la qualité :

- Effectuer des tests de dureté (par exemple, Rockwell C) et une analyse microstructurale pour garantir une profondeur de cémentation et une dureté appropriées.

Le test de dureté est une étape cruciale pour garantir la qualité et les performances des chaînes à maillons ronds fabriquées à partir de matériaux tels que le 17CrNiMo6 et le 23MnNiMoCr54, notamment après cémentation et traitement thermique. Vous trouverez ci-dessous un guide complet et des recommandations pour le test de dureté des chaînes à maillons ronds :

Importance des essais de dureté

1. Dureté de surface : Garantit que la couche cémentée des maillons de la chaîne a atteint la résistance à l'usure souhaitée.

2. Dureté du noyau : Vérifie la ténacité et la ductilité du matériau du noyau des maillons de la chaîne.

3. Contrôle qualité : Confirme que le processus de traitement thermique a été correctement effectué.

4. Cohérence : Assure l'uniformité des maillons de la chaîne.

Méthodes d'essai de dureté des chaînes à maillons ronds

Pour les chaînes cémentées, les méthodes d'essai de dureté suivantes sont couramment utilisées :

1. Test de dureté Rockwell (HRC)

- Objectif : Mesurer la dureté superficielle de la couche cémentée.

- Échelle : Rockwell C (HRC) est utilisée pour les matériaux à haute dureté.

- Procédure:

- Un poinçon conique en diamant est pressé dans la surface du maillon de la chaîne sous une charge importante.

- La profondeur de pénétration est mesurée et convertie en une valeur de dureté.

- Applications :

- Idéal pour mesurer la dureté de surface (58–62 HRC pour les couches cémentées).

- Équipement : Testeur de dureté Rockwell.

2. Test de dureté Vickers (HV)

- Objectif : Mesurer la dureté en des points spécifiques, notamment la surface et le noyau.

- Échelle : dureté Vickers (HV).

- Procédure:

- Un poinçon pyramidal en diamant est pressé dans le matériau.

- La longueur diagonale de l'empreinte est mesurée et convertie en dureté.

- Applications :

- Convient pour mesurer les gradients de dureté de la surface au cœur.

- Équipement : Testeur de dureté Vickers.

3. Essai de microdureté

- Objectif : Mesure la dureté à un niveau microscopique, souvent utilisée pour évaluer le profil de dureté à travers la couche superficielle et le noyau.

- Échelle : Vickers (HV) ou Knoop (HK).

- Procédure:

- Un petit indenteur est utilisé pour réaliser des micro-indentations.

- La dureté est calculée en fonction de la taille de l'empreinte.

- Applications :

- Utilisé pour déterminer le gradient de dureté et la profondeur de cémentation effective.

- Équipement : Testeur de microdureté.

4. Test de dureté Brinell (HBW)

- Objectif : Mesurer la dureté du matériau du noyau.

- Échelle : dureté Brinell (HBW).

- Procédure:

- Une bille en carbure de tungstène est pressée dans le matériau sous une charge spécifique.

- Le diamètre de l'empreinte est mesuré et converti en dureté.

- Applications :

- Convient pour mesurer la dureté du noyau (équivalent 30–40 HRC).

- Équipement : Testeur de dureté Brinell.

Procédure d'essai de dureté des chaînes cémentées

1. Test de dureté de surface :

- Utilisez l'échelle Rockwell C (HRC) pour mesurer la dureté de la couche cémentée.

- Tester plusieurs points sur la surface des maillons de la chaîne pour garantir l'uniformité.

- Dureté attendue : 58–62 HRC.

2. Essai de dureté du noyau :

- Utilisez l'échelle Rockwell C (HRC) ou Brinell (HBW) pour mesurer la dureté du matériau de noyau.

— Tester le noyau en coupant une section transversale d'un maillon de chaîne et en mesurant la dureté au centre.

- Dureté attendue : 30–40 HRC.

3. Test de profil de dureté :

- Utilisez le test Vickers (HV) ou de microdureté pour évaluer le gradient de dureté de la surface au cœur.

- Préparez une section transversale du maillon de la chaîne et faites des indentations à intervalles réguliers (par exemple, tous les 0,1 mm).

- Tracer les valeurs de dureté pour déterminer la profondeur de traitement effective (généralement là où la dureté chute à 550 HV ou 52 HRC).

Valeurs de dureté recommandées pour la chaîne du convoyeur à racleur de scories

- Dureté de surface : 58–62 HRC (après cémentation et trempe).

- Dureté à cœur : 30–40 HRC (après revenu).

- Profondeur de trempe effective : la profondeur à laquelle la dureté chute à 550 HV ou 52 HRC (généralement 0,5 à 2,0 mm, selon les exigences).

Valeurs de dureté de la chaîne du convoyeur à racleur de scories

Test de dureté de la chaîne à maillons ronds 01

Contrôle de la qualité et normes

1. Fréquence des tests :

- Effectuer des tests de dureté sur un échantillon représentatif de chaînes de chaque lot.

- Tester plusieurs liens pour garantir leur cohérence.

2. Normes :

- Respectez les normes internationales pour les essais de dureté, telles que : ISO 6508

Recommandations supplémentaires pour les essais de dureté des chaînes à maillons ronds

1. Contrôle de dureté par ultrasons

- Objectif : Méthode non destructive de mesure de la dureté de surface.

- Procédure:

- Utilise une sonde ultrasonique pour mesurer la dureté en fonction de l'impédance de contact.

- Applications :

- Utile pour tester les chaînes finies sans les endommager.

- Équipement : Testeur de dureté ultrasonique.

2. Mesure de la profondeur du boîtier

- Objectif : Déterminer la profondeur de la couche durcie des maillons de la chaîne.

- Méthodes :

- Test de microdureté : Mesure la dureté à différentes profondeurs pour identifier la profondeur de traitement effective (où la dureté chute à 550 HV ou 52 HRC).

- Analyse métallographique : Examine une section transversale au microscope pour évaluer visuellement la profondeur de la trempe.

- Procédure:

- Découpez une section transversale du maillon de la chaîne.

- Polir et attaquer l'échantillon pour révéler la microstructure.

- Mesurer l'épaisseur de la couche durcie.

Flux de travail pour les essais de dureté

Voici une procédure étape par étape pour tester la dureté des chaînes cémentées :

1. Préparation de l'échantillon :

- Sélectionnez un maillon représentatif de la chaîne dans le lot.

- Nettoyer la surface pour éliminer toute trace de contaminants ou de tartre.

- Pour les tests de dureté à cœur et de profil de dureté, découpez une section transversale du lien.

2. Essai de dureté de surface :

- Utilisez un testeur de dureté Rockwell (échelle HRC) pour mesurer la dureté de la surface.

- Effectuez plusieurs mesures à différents endroits le long du lien afin d'assurer l'uniformité.

3. Essai de dureté du noyau :

- Utilisez un testeur de dureté Rockwell (échelle HRC) ou un testeur de dureté Brinell (échelle HBW) pour mesurer la dureté du noyau.

- Tester le centre de la section transversale.

4. Test de profil de dureté :

- Utilisez un testeur de dureté Vickers ou un microduromètre pour mesurer la dureté à intervalles réguliers, de la surface jusqu'au cœur.

- Tracer les valeurs de dureté pour déterminer la profondeur de cémentation effective.

5. Documentation et analyse :

- Consignez toutes les valeurs de dureté et les mesures de profondeur de trempe.

- Comparez les résultats avec les exigences spécifiées (par exemple, dureté de surface de 58 à 62 HRC, dureté à cœur de 30 à 40 HRC et profondeur de cémentation de 0,5 à 2,0 mm).

- Identifier toute anomalie et prendre les mesures correctives nécessaires.

Défis et solutions communs

1. Dureté inconstante :

- Cause : Cémentation ou trempe irrégulière.

- Solution : Assurer une température et un potentiel carbone uniformes pendant la cémentation, et une agitation appropriée pendant la trempe.

2. Faible dureté de surface :

- Cause : Teneur en carbone insuffisante ou trempe incorrecte.

- Solution : Vérifier le potentiel de carbone pendant la cémentation et assurer des paramètres de trempe appropriés (par exemple, la température de l'huile et la vitesse de refroidissement).

3. Profondeur de boîtier excessive :

- Cause : Durée de cémentation prolongée ou température de cémentation élevée.

- Solution : Optimiser la durée et la température de cémentation en fonction de la profondeur de couche souhaitée.

4. Distorsion lors de la trempe :

- Cause : Refroidissement rapide ou irrégulier.

- Solution : Utiliser des méthodes de trempe contrôlées (par exemple, trempe à l'huile avec agitation) et envisager des traitements de relaxation des contraintes.

Normes et références

- ISO 6508 : Essai de dureté Rockwell.

- ISO 6507 : Essai de dureté Vickers.

- ISO 6506 : Essai de dureté Brinell.

- ASTM E18 : Méthodes d'essai normalisées pour la dureté Rockwell.

- ASTM E384 : Méthode d'essai normalisée pour la dureté par microindentation.

Recommandations finales

1. Étalonnage régulier :

- Calibrer régulièrement l'équipement de test de dureté à l'aide de blocs de référence certifiés afin d'en garantir la précision.

2. Formation :

- S'assurer que les opérateurs sont formés aux techniques appropriées de test de dureté et à l'utilisation de l'équipement.

3. Contrôle de la qualité :

- Mettre en œuvre un processus de contrôle qualité rigoureux, comprenant des tests de dureté réguliers et une documentation associée.

4. Collaboration avec les fournisseurs :

- Travailler en étroite collaboration avec les fournisseurs de matériaux et les installations de traitement thermique afin de garantir une qualité constante.

Date de publication : 4 février 2025

Matériaux et dureté de la chaîne de convoyeur à racleur de scories (chaîne à maillons ronds)

17CrNiMo6 (1,6587)

23MnNiMoCr54 (1,7131)

Paramètres clés de la cémentation

Avantages de la cémentation pour les aciers 17CrNiMo6 et 23MnNiMoCr54

Considérations post-traitement

Importance des essais de dureté

Méthodes d'essai de dureté des chaînes à maillons ronds

Procédure d'essai de dureté des chaînes cémentées

Valeurs de dureté recommandées pour la chaîne du convoyeur à racleur de scories

Contrôle de la qualité et normes

Recommandations supplémentaires pour les essais de dureté des chaînes à maillons ronds

Flux de travail pour les essais de dureté

Défis et solutions communs

Normes et références

Recommandations finales

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