ES2920485T3 - Procedimiento de tratamiento térmico - Google Patents

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Abstract

La invención se relaciona con un método y con un dispositivo para el tratamiento térmico de los componentes de acero dirigidos específicamente a zonas individuales del componente. En una o más primeras regiones del componente de acero, se puede ajustar una estructura predominantemente austenítica, a partir de la cual, a modo de enfriamiento, una estructura principalmente martensítica es educable. En una o más segundas regiones del componente de acero, existe una estructura principalmente bainítica, en la que el componente metálico se calienta inicialmente en un primer horno a una temperatura por encima de la temperatura de AC3. Posteriormente, el componente de acero se transfiere a una estación de tratamiento, en la que el componente de acero puede enfriarse durante la transferencia. En la estación de tratamiento, una o más segundas regiones del componente de acero se enfrían a una temperatura de parada de enfriamiento ϑ 2 durante un período de tratamiento. Posteriormente, dicho componente metálico se transfiere a un segundo horno, en el que la temperatura de una o más segundas regiones aumenta nuevamente a una temperatura por debajo de la temperatura de AC3. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de tratamiento térmico
La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento térmico, dirigido a zonas individuales de elementos constructivos, de un elemento constructivo de acero.
En la técnica, en muchos casos de aplicación en diferentes sectores existe el deseo de piezas de chapa metálicas altamente resistentes con un peso de las piezas reducido. Por ejemplo, en la industria automovilística se pretende reducir el consumo de combustible de automóviles y bajar las emisiones de CO2, pero aumentar en este sentido al mismo tiempo la seguridad de los ocupantes. Existe por tanto un intenso aumento de la demanda de elementos constructivos de la carrocería con una relación favorable de resistencia respecto a peso. A estos elementos constructivos pertenecen en particular las columnas A y B, soportes de sistemas de protección lateral en puertas, apoyapiés, piezas de bastidor, parachoques, travesaños para suelo y techo, largueros delanteros y traseros. En automóviles modernos la carrocería en bruto con una jaula de seguridad habitualmente se compone de una chapa de acero endurecida con aproximadamente 1.500 MPa de resistencia. En este sentido se emplean chapas de acero revestidas de manera repetida con Al-Si. Para la fabricación de un elemento constructivo de chapa de acero endurecida se desarrolló el proceso del así llamado endurecimiento en prensa. En este sentido en primer lugar se calientan chapas de acero a la temperatura de austenización, después se colocan en una herramienta de prensado, se moldean rápidamente y mediante la herramienta enfriada en agua se templan rápidamente de modo ininterrumpido a menos de la temperatura inicial de martensita. En este sentido aparece una estructura de martensita dura, sólida con aproximadamente 1.500 MPa de resistencia. Una chapa de acero endurecida de este modo presenta sin embargo solo un alargamiento de rotura reducido. Por lo tanto la energía cinética de un impacto no puede transformarse de manera suficiente en calor de conformación.
Para la industria automovilística es por tanto deseable poder fabricar elementos constructivos de carrocería que presenten varias zonas de alargamiento y resistencia diferentes en el elemento constructivo, de modo que las zonas más bien resistentes (en lo sucesivo primeras zonas), por un lado, y zonas más bien con capacidad de alargamiento (en lo sucesivo segundas zonas), por otro lado, se presentan en un elemento constructivo. Por un lado, son deseables fundamentalmente elementos constructivos con elevada resistencia con el fin de obtener elementos constructivos con bajo peso mecánicamente altamente resistentes. Por otro lado, también los elementos constructivos altamente resistentes deben poder tener zonas parcialmente blandas. Dieses conlleva 1 la deformabilidad deseada, parcialmente aumentada en caso de impacto. Solo con ello la energía cinética de un impacto puede suprimirse y de este modo las fuerzas de aceleración en ocupantes y en el resto del vehículo pueden minimizarse. Además los procedimientos de unión modernos requieren lugares sin cohesión que posibiliten la unión de materiales del mismo tipo o diferentes. Con frecuencia deben utilizarse por ejemplo uniones de engrapado, de engastado o de remachado que requieren zonas deformables en el elemento constructivo.
En este sentido deberían tenerse en cuenta además las pretensiones generales de una instalación de producción: así no debería producirse pérdidas de tiempos de ciclo en la instalación de endurecimiento en prensa, la instalación al completo debería emplearse en general de manera ilimitada y poder transformarse rápidamente según los productos específicos. El proceso debería ser robusto y económico y la instalación de producción debería necesitar solo un espacio mínimo. La exactitud de forma y de canteado del elemento constructivo debería ser alta.
Por el documento EP 2 548 975 Al se conoce un procedimiento para la producción de un elemento constructivo metálico endurecido con al menos dos zonas de ductilidad diferente.
En todos los procedimientos conocidos el tratamiento térmico dirigido del elemento constructivo se realiza en una etapa de tratamiento que requiere mucho tiempo, que tiene una influencia esencial en el tiempo de ciclo de todo el dispositivo de tratamiento térmico.
El objetivo de la invención es por tanto indicar un procedimiento para el tratamiento térmico dirigido a zonas individuales de elementos constructivos de un elemento constructivo de acero, pudiendo conseguirse zonas de diferente dureza y ductilidad, en el que la influencia sobre el tiempo de ciclo de todo el dispositivo de tratamiento térmico esté minimizada.
Según la invención este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación independiente 1. Perfeccionamientos ventajosos del procedimiento resultan de las reivindicaciones dependientes 2 a 5.
El elemento constructivo de acero se calienta inicialmente hasta por encima de la temperatura de austenización AC3 para que la estructura pueda transformarse completamente en austenita. En el caso de un proceso de endurecimiento siguiente, por ejemplo el proceso de endurecimiento en prensa, después se templa rápidamente de tal modo que se configura una estructura principalmente martensítica y se alcanzan resistencias de alrededor de 1.500 MPa. El temple rápido se realiza en este sentido ventajosamente a partir de la estructura completamente austenizada. Para ello, deben enfriarse lo más tardar tras no alcanzar la temperatura inicial de transformación de estructura Oí, en la que pueden iniciarse transformaciones de estructura, con al menos la velocidad de enfriamiento crítica inferior. Por ejemplo, en el caso del material 22MnB5 empleado habitualmente para el endurecimiento en prensa deberían considerarse 660 °C como límite Oí. Si bien puede originarse todavía una estructura martensítica al menos parcialmente, cuando el temple rápido se inicia a una temperatura más baja, debe esperarse entonces sin embargo una resistencia reducida del elemento constructivo en esta zona.
Este perfil de temperatura es habitual en el procedimiento de endurecimiento en prensa, en particular para elementos constructivos endurecidos por completo.
Una segunda zona o varias segundas zonas se calientan inicialmente también hasta por encima de la temperatura de austenización AC3 para que la estructura pueda transformarse completamente en austenita. A continuación se enfría lo más rápido posible dentro de un tiempo de tratamiento ts hasta una temperatura de detención de enfriamiento O2. La temperatura inicial de martensita se sitúa por ejemplo para 22MnB5 en alrededor de 410 °C. Una ligera oscilación en intervalos de temperatura por debajo de la temperatura inicial de martensita es igualmente posible. A continuación no se sigue enfriándose rápidamente de modo que se configura una estructura en su mayoría bainítica. Esta transformación de estructura no se realiza repentinamente, sino que requiere un tiempo de tratamiento. La transformación se realiza exotérmicamente. Si se permite que tenga lugar esta transformación en un entorno calentado con temperatura similar como en la temperatura de elemento constructivo existente al final del enfriamiento, la temperatura de detención de enfriamiento O2 puede distinguirse claramente en el elemento constructivo el aumento de temperatura provocado por la recalescencia. Mediante el ajuste de la velocidad de enfriamiento y/o de la temperatura a la que se enfría, así como del tiempo de permanencia hasta la separación en prensa del elemento constructivo pueden ajustarse fundamentalmente los valores de resistencia y alargamiento deseados que se sitúan entre la resistencia máxima alcanzable de la estructura en la primera zona, y los valores del elemento constructivo no tratado. Las investigaciones han demostrado que una supresión de la subida de la temperatura a consecuencia de la recalescencia mediante un enfriamiento adicional, forzado es más bien desventajosa para los valores de alargamiento alcanzables. Un mantenimiento isotérmico a la temperatura de enfriamiento no parece ser ventajoso. Por el contrario un nuevo calentamiento es ventajoso.
En una forma de realización se calientan en esta fase de manera activa adicionalmente la segunda zona o las segundas zonas. Esto puede realizarse por ejemplo mediante radiación de calor.
En una forma de realización la temperatura de detención de enfriamiento O2 se selecciona por encima de la temperatura inicial de martensita Ms.
En una forma de realización alternativa la temperatura de detención de enfriamiento se selecciona por debajo de la temperatura inicial de martensita Ms.
El tratamiento térmico de las primeras y segundas zonas es en principio diferente, teniendo en primera línea el tratamiento de la segunda zona o de las segundas zonas una dependencia de la duración de tratamiento. De acuerdo con la invención se enfrían segundas zonas en un primer horno para alcanzar la estación de tratamiento subordinada a la temperatura de austenización dentro de un tiempo de tratamiento ts de pocos segundos parcialmente hasta la temperatura de detención de enfriamiento O2. En esta estación de tratamiento la primera zona o las primeras zonas no se tratan particularmente.
Opcionalmente la estación de tratamiento puede estar caldeada para este fin. Para ello puede emplearse por ejemplo la introducción de calor mediante convección o radiación de calor.
Los elementos constructivos, al cabo de pocos segundos en la estación de tratamiento que puede disponer además de un dispositivo de posicionamiento con el fin de garantizar el posicionamiento exacto de las diferentes zonas, se transportan a un segundo horno que preferiblemente no posee dispositivos especiales para el tratamiento diferente de las diferentes zonas. Únicamente se ajusta una temperatura de horno O4, es decir una temperatura en esencia homogénea O4 en todo el espacio de horno, que por lo general se sitúa entre la temperatura de austenización AC3 y la temperatura de temple rápido mínima. Un parámetro ventajoso se sitúa por ejemplo entre 660 °C y 850 °C. De este modo las diferentes zonas de la temperatura O4 del segundo horno se aproximan. Siempre y cuando las pérdidas de temperatura en las primeras zonas durante la permanencia en la estación de tratamiento para las segundas zonas sean tan bajas que la temperatura no caiga más baja que la temperatura O4 del segundo horno, el perfil de temperatura de las primeras zonas se aproxima al tipo de temperatura O4 del segundo horno desde arriba. En una forma de realización ventajosa la temperatura de enfriamiento mínima, es decir, la temperatura de detención de enfriamiento O2 en las zonas del segundo tipo es más baja que la temperatura seleccionada O4 del segundo horno. En este sentido el perfil de temperatura de las segundas zonas se aproxima a la temperatura O4 del segundo horno desde abajo. Mediante esta gestión de procedimiento las temperaturas de las zonas tratadas de manera diferente se aproximan mutuamente.
La primera o las primeras zonas emiten calor en el segundo horno cuando llegan al segundo horno con temperatura más elevada que la temperatura interna O4 del segundo horno. La segunda o las segundas zonas absorben calor en el segundo horno. Esto exige en total solo una demanda relativamente baja de potencia calorífica en el segundo horno. Dado el caso, durante el proceso de producción puede renunciarse por completo a un calentamiento adicional. De este modo esta etapa de tratamiento es particularmente eficiente desde el punto de vista energético. Como primer horno puede estar previsto un horno de paso continuo o un horno discontinuo, como por ejemplo un horno de cámaras. Los hornos de paso continuo presentan por regla general una gran capacidad y son especialmente adecuados para la producción en masa, dado que están equipados y pueden hacerse funcionar sin un gran gasto.
La estación de tratamiento puede presentar un dispositivo para el enfriamiento rápido de una o varias segundas zonas del elemento constructivo de acero. Preferentemente el dispositivo presenta una boquilla para el soplado de la o de las segundas zonas del elemento constructivo de acero con un fluido gaseoso, por ejemplo aire o un gas de protección como por ejemplo nitrógeno.
En una forma de realización adicional ventajosa del procedimiento el soplado de la segunda o las segundas zonas se realiza mediante soplado con un fluido gaseoso, añadiéndose al fluido gaseoso agua, por ejemplo en forma nebulizada. Para ello el dispositivo en una forma de realización ventajosa presenta una o varias boquillas de nebulización. Mediante el soplado con el fluido gaseoso mezclado con agua la evacuación de calor se aumenta desde la o desde las segundas zonas. Con la evaporación del agua sobre el elemento constructivo de acero se alcanza una gran evacuación de calor y un transporte de energía elevado.
También como segundo horno puede estar previsto por ejemplo un horno de paso continuo o un horno discontinuo, por ejemplo un horno de cámaras.
En una forma de realización adicional preferida la segunda o las segundas zonas se enfrían a través de conducción de calor, por ejemplo mediante la puesta en contacto con un punzón o varios punzones que presentan una temperatura claramente más baja que el elemento constructivo de acero. Para ello el punzón puede estar fabricado de un material buen conductor de calor y / o estar refrigerado directa o indirectamente. También es concebible una combinación de los tipos de refrigeración.
Ha resultado ser ventajoso cuando en la estación de tratamiento se toman medidas para la reducción de las pérdidas de temperatura de la primera o de las primeras zonas. Tales medidas pueden ser por ejemplo la instalación de un reflector de radiación de calor y/o el aislamiento de superficies de la estación de tratamiento en la zona de la primera o de las primeras zonas.
Con el procedimiento de acuerdo con la invención y un dispositivo de tratamiento térmico correspondiente que no se reivindica, a los elementos constructivos de acero, con en cada caso una o varias primeras y/o segundas zonas, que pueden estar conformadas también de manera compleja, puede estamparse de manera económica un perfil de temperatura correspondiente dado que las diferentes zonas con contornos nítidos pueden llevarse muy rápidamente a las temperaturas de proceso necesarias. Entre ambas zonas pueden realizarse delimitaciones claramente contorneadas de las zonas individuales y mediante la escasa diferencia de temperatura se minimiza la deformación del elemento constructivo de acero. Las reducidas separaciones en el nivel de temperatura del elemento constructivo de acero repercuten ventajosamente en el procesamiento posterior en la prensa. Los tiempos de permanencia necesarios para la segunda o las segundas zonas pueden realizarse por ejemplo en un horno de paso continúo dependiendo de la longitud de elemento constructivo a través del ajuste de la velocidad de transporte y del diseño de la longitud de horno. Se minimiza una influencia del tiempo de ciclo del dispositivo de tratamiento térmico se minimiza de modo que puede incluso puede evitarse totalmente.
Según la invención con el procedimiento mostrado y con el dispositivo de tratamiento térmico correspondiente que no se reivindica, es posible ajustar casi de manera arbitraria muchas segundas zonas que pueden presentar dentro de un elemento constructivo de acero además en cada caso entre sí también diferentes valores de resistencia y de alargamiento. También la geometría seleccionada de las zonas parciales puede seleccionarse libremente. Las zonas en forma de puntos o de líneas pueden representarse igualmente como por ejemplo zonas de gran superficie. También la posición de las zonas es irrelevante. Las segundas zonas pueden estar circundadas por completo por primeras zonas, o pueden encontrarse en el borde del elemento constructivo de acero. Incluso es concebible un tratamiento en toda la superficie. Una orientación especial del elemento constructivo de acero hacia la dirección de paso para el propósito del procedimiento de acuerdo con la invención para el tratamiento térmico dirigido a zonas individuales de un elemento constructivo de acero no es necesaria. Una limitación del número de los elementos constructivos de acero tratados al mismo tiempo se da en todo caso mediante la herramienta de endurecimiento en prensa o la técnica de transporte de todo el dispositivo de tratamiento térmico. La aplicación del procedimiento sobre elementos constructivos de acero ya previamente conformados es igualmente posible. Mediante las superficies conformadas de manera tridimensional de elementos constructivos de acero ya previamente conformados se produce únicamente un gasto constructivo más elevado para la representación de las superficies complementarias. Además es ventajoso que también instalaciones de tratamiento térmico ya existentes puedan adaptarse al procedimiento de acuerdo con la invención. Para ello, en el caso de un dispositivo de tratamiento térmico convencional con solo un horno debe instalarse detrás de este solo la estación de tratamiento y el segundo horno. Según la configuración del horno existente es también posible dividir este, de modo que del horno originar pueden formarse el primer y el segundo horno.
Otras ventajas, particularidades y perfeccionamientos convenientes de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente representación de ejemplos de realización preferidos mediante las ilustraciones. De las ilustraciones muestra:
la figura 1 una curva de temperatura típica en el tratamiento térmico de un elemento constructivo de acero con una primera y una segunda zona;
la figura 2 un dispositivo de tratamiento térmico en una vista en planta como dibujo esquemático;
la figura 3 un dispositivo de tratamiento térmico adicional en una vista en planta como dibujo esquemático; la figura 4 un dispositivo de tratamiento térmico adicional en una vista en planta como dibujo esquemático; la figura 5 un dispositivo de tratamiento térmico adicional en una vista en planta como dibujo esquemático; la figura 6 un dispositivo de tratamiento térmico adicional en una vista en planta como dibujo esquemático; y la figura 7 un dispositivo de tratamiento térmico adicional en una vista en planta como dibujo esquemático. En la figura 1 se muestra una curva de temperatura típica durante el tratamiento térmico de un elemento constructivo de acero 200 con una primera zona 210 y una segunda zona 220 según el procedimiento inventivo. El elemento constructivo de acero 200 se calienta en el primer horno 110 según la evolución de la temperatura 0200,110 dibujada esquemáticamente durante el tiempo de permanencia tn 0 en el primer horno a una temperatura por debajo de la temperatura AC3. A continuación el elemento constructivo de acero 200 con un tiempo de transferencia t« 0 se transfiere a la estación de tratamiento 150. En este sentido el elemento constructivo de acero pierde calor. En la estación de tratamiento una segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200 se enfría rápidamente, perdiendo calor la segunda zona 220 según la evolución trazada 0220,150. El enfriamiento termina tras finalizar el tiempo de tratamiento tB que dependiendo del grosor del elemento constructivo de acero 200, de las propiedades de material deseados y del tamaño de la segunda zona 220 solo asciende a pocos segundos. En una primera aproximación en este sentido el tiempo de tratamiento tB es igual al tiempo de permanencia t150 en la estación de tratamiento 150. La segunda zona 220 ha alcanzado ahora la temperatura de detención de enfriamiento O2 por encima de la temperatura de inicio de martensita Ms. Al mismo tiempo también la temperatura de la primera zona 210 en la estación de tratamiento 150 ha caído según el perfil de temperatura 0220,150 trazado, no encontrándose la primera zona 210 en la zona de la unidad de enfriamiento. Tras finalizar el tiempo de tratamiento tB el elemento constructivo de acero 200 durante el tiempo de transferencia t121 se transfiere al segundo horno 130, perdiendo adicionalmente calor, siempre y cuando su temperatura sea mayor que la temperatura interna 04 del segundo horno 130. En el segundo horno 130 la temperatura de la primera zona 210 del elemento constructivo de acero 200 varía según el perfil de temperatura 0210,130 trazado esquemáticamente durante el tiempo de permanencia t130, es decir la temperatura de la primera zona 210 del elemento constructivo de acero 200 sigue disminuyendo lentamente. En este sentido la temperatura de la primera zona 210 del elemento constructivo de acero 200 puede caer por debajo de la temperatura AC3, lo que no tiene que realizarse forzosamente. Por el contrario la temperatura de la segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200 sube según el perfil de temperatura 0220,130 trazado durante el tiempo de permanencia t130 sin alcanzar la temperatura AC3. El segundo horno 130 no dispone de dispositivos especiales para el tratamiento distinto de las diferentes zonas 210, 220. Se ajusta únicamente una temperatura de horno O4, es decir una temperatura en esencia homogénea O4 en todo el espacio interno del segundo horno 130 que se sitúa entre la temperatura de austenización AC3 y la temperatura de detención de refrigeración O2, por ejemplo entre 660 °C y 850 °C. De este modo se aproximan las diferentes zonas 210, 220 de la temperatura interna O4 del segundo horno 130. Siempre y cuando las pérdidas de temperatura en la primera zona 210 durante el tiempo de permanencia t150 en la estación de tratamiento 150 para la segunda zona 220 sean tan bajas que la temperatura no caiga más bajo que la temperatura O4 del segundo horno 130, el perfil de temperatura 0210,130 de la primera zona se aproxima a la temperatura O4 del segundo horno 130 desde arriba. La temperatura de detención de enfriamiento O2 es en esta forma de realización más baja que la temperatura O4 seleccionada del segundo horno 130. El perfil de temperatura 0210,130 de la segunda zona se aproxima a la temperatura 94 del segundo horno 130 desde abajo. La temperatura de la zona 210 no cae por debajo de la temperatura inicial de transformación de estructura O1. Mediante la escasa diferencia de temperatura entre ambas zonas 210, 220 pueden realizarse delimitaciones claramente contorneadas de las zonas individuales 210, 220 y se minimiza la deformación del elemento constructivo de acero 200. Las reducidas separaciones en el nivel de temperatura del elemento constructivo de acero 200 repercuten ventajosamente en el procesamiento posterior en la herramienta de endurecimiento en prensa 160. El tiempo de permanencia t130 necesario del elemento constructivo de acero 200 en el segundo horno 130 puede realizarse dependiendo de la longitud del elemento constructivo de acero 200 a través del ajuste de la velocidad de transporte y del diseño de la longitud del segundo horno 130. Se minimiza una influencia del tiempo de ciclo del dispositivo de tratamiento térmico 100 se minimiza de modo que puede incluso puede evitarse normalmente. La primera zona 220 del elemento constructivo de acero 200 emite calor en el segundo horno 130. La segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200 absorbe calor en el segundo horno 130, estando limitada la absorción de calor mediante el calor que se libera en la recalescencia de la estructura en la segunda zona 220 del elemento constructivo de acero 200. Esto requiere en la suma solo una necesidad relativamente reducida de potencia calorífica en el segundo horno 130. Dado el caso puede renunciarse por completo a un calentamiento adicional del segundo horno 130. De este modo la etapa de tratamiento es especialmente eficiente en cuanto a la energía.
Tras finalizar el tiempo de permanencia t-i30 del elemento constructivo de acero 200 en el segundo horno 130 se transfiere durante el tiempo de transferencia t-i31 a una herramienta de endurecimiento en prensa 160, donde se conforma y se endurece.
La figura 2 muestra un dispositivo de tratamiento térmico 100, que no se reivindica, en una disposición de 90°.
El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta una estación de carga 101 a través de la cual los elementos constructivos de acero se alimentan al segundo horno 110. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 y detrás dispuesto en la dirección de flujo principal D, el segundo horno 130. Dispuesto más hacia atrás en la dirección de flujo principal D se encuentra una estación de extracción 131 que está equipada con un dispositivo de posicionamiento (no mostrado). La dirección de flujo principal se dobla ahora en esencia 90° para dejar seguir a una herramienta de endurecimiento en prensa 160 en una prensa (no mostrada), en la que el elemento constructivo de acero 200 se endurece en prensa. En la dirección axial del primer horno 110 y del segundo horno 130 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. El primer horno 110 y el segundo horno 120 están realizados en esta disposición preferiblemente como hornos de paso continuo, por ejemplo hornos con solera de rodillos.
La figura 3 muestra un dispositivo de tratamiento térmico 100, que no se reivindica, en disposición recta.
El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta una estación de carga 101 a través de la cual los elementos constructivos de acero se alimentan al segundo horno 110. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 y dispuesto detrás en la dirección de flujo principal D, el segundo horno 130. Dispuesto más hacia la dirección de flujo principal D se encuentra una estación de extracción 131 que está equipada con dispositivo de posicionamiento (no mostrado). Adicionalmente en la dirección de flujo principal ahora más recta sigue una herramienta de endurecimiento en prensa 160 en una prensa (no mostrada), en la que el elemento constructivo de acero 200 se endurece en prensa. En esencialmente 90° respecto a la estación de extracción 131 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. El primer horno 110 y el segundo horno 120 en esta disposición están realizados igualmente preferiblemente como hornos de paso continuo, por ejemplo, hornos con solera de rodillos.
La figura 4 muestra una variante adicional de un dispositivo de tratamiento térmico 100, que no se reivindica. El dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta de nuevo una estación de carga 101 a través de la cual se alimentan los elementos constructivos de acero al segundo horno 110. El primer horno 110 en esta realización está configurado de nuevo preferiblemente como horno de paso continuo. Además el dispositivo de tratamiento térmico 100 presenta la estación de tratamiento 150 que en este ejemplo está combinada con una estación de extracción 131. El dispositivo de extracción 131 puede disponer por ejemplo de un dispositivo de agarre (no mostrado). La estación de extracción 131 extrae por ejemplo mediante el dispositivo de agarre los elementos constructivos de acero 200 del segundo horno 110. El tratamiento térmico se lleva a cabo con el enfriamiento de la segunda o de las segundas zonas 220 y el elemento constructivo de acero o los elementos constructivos de acero 200 se insertan en un segundo horno 130 dispuesto en esencia 90° con respecto al eje del primer horno 110. Este segundo horno 130 en este ejemplo está previsto preferiblemente como horno de cámaras, por ejemplo con varias cámaras. Tras finalizar el tiempo de permanencia t-m de los elementos constructivos de acero 200 en el segundo horno 130 los elementos constructivos de acero 200 se extraen a través de la estación de extracción 131 del segundo horno 130 y se insertan en una herramienta de endurecimiento en prensa 160 enfrentada, montada en una prensa (no mostrada). Para ello la estación de extracción 131 puede disponer de una unidad de posicionamiento (no mostrada). En la dirección axial del primer horno 110 detrás de la estación de extracción 131 está dispuesto un contenedor 161 al que pueden llevarse piezas desechadas. La dirección de flujo principal D describe en este ejemplo una desviación de en esencia 90°. En este ejemplo no es necesario un segundo sistema de posicionamiento para la estación de tratamiento 150. Además, este ejemplo es ventajoso cuando en la dirección axial del primer horno 110 no hay espacio suficiente por ejemplo en una nave de fabricación. El enfriamiento de las segundas zonas 220 del elemento constructivo de acero 200 puede realizarse en este ejemplo también entre estación de extracción 131 y segundo horno 130, de modo que no se requiere ninguna estación de tratamiento 150 estacionaria. Por ejemplo un dispositivo de enfriamiento, por ejemplo una boquilla de soplado, puede estar integrada en el dispositivo de agarre. El dispositivo de extracción 131 proporciona la transferencia del elemento constructivo de acero 200 del segundo horno 110 al segundo horno 130 y a la herramienta de endurecimiento en prensa 160 o al contenedor 161.
También en este ejemplo puede intercambiarse la posición de la herramienta de endurecimiento en prensa 160 y contenedor 161, tal como puede verse en la figura 5. La dirección de flujo principal D describe en este ejemplo dos desviaciones de en esencia 90°.
Si el espacio para la colocación del dispositivo de tratamiento térmico está limitado, es adecuado un dispositivo de tratamiento térmico, que no se reivindica, según la figura 6: En comparación con el ejemplo mostrado en la figura 4 el segundo horno 130 está desplazado a un segundo plano por encima del primer horno 110. También en este ejemplo el enfriamiento de las segundas zonas 220 del elemento constructivo de acero 200 puede realizarse igualmente entre estación de extracción 131 y segundo horno 130 de modo que no requiere ninguna estación de tratamiento 150 estacionaria. De nuevo es ventajoso realizar el primer horno 110 como horno de paso continuo y el segundo horno 120 como horno de cámaras, eventualmente con varias cámaras.
En la figura 7 finalmente se muestra esquemáticamente un último ejemplo de un dispositivo de tratamiento térmico que no se reivindica. En comparación con el ejemplo mostrado en la figura 6 están intercambiadas las posiciones de herramienta de endurecimiento en prensa 160 y contenedor 161.
Lista de números de referencia:
100 dispositivo de tratamiento térmico
110 primer horno
130 segundo horno
131 estación de extracción
150 estación de tratamiento
160 herramienta de endurecimiento en prensa
161 contenedor
200 elemento constructivo de acero
210 primera zona
220 segunda zona
D dirección de flujo principal
Ms temperatura inicial de martensita
tB tiempo de tratamiento
t-110 tiempo de permanencia en el primer horno
t-i20 tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en la estación de tratamiento
t-i21 tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en segundo horno
t-130 tiempo de permanencia en el segundo horno
t-131 tiempo de transferencia elemento constructivo de acero en herramienta de endurecimiento en prensa t-i50 tiempo de permanencia en la estación de tratamiento
t-i60 tiempo de permanencia en la herramienta de endurecimiento en prensa
£1 temperatura inicial de transformación de estructura
£2 temperatura de detención de enfriamiento
£3 temperatura interna primer horno
£4 temperatura interna segundo horno
£200,110 perfil de temperatura del elemento constructivo de acero en el primer horno
£210,150 perfil de temperatura de la primera zona del elemento constructivo metálico en la estación de tratamiento £220,150 perfil de temperatura de la segunda zona del elemento constructivo de acero en la estación de tratamiento £210,130 perfil de temperatura de la primera zona del elemento constructivo de acero en el segundo horno £220,130 perfil de temperatura de la segunda zona del elemento constructivo de acero en el segundo horno £200,160 perfil de temperatura del elemento constructivo de acero en la herramienta de endurecimiento en prensa

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el tratamiento térmico selectivo, dirigido a zonas individuales de elementos constructivos de un elemento constructivo de acero (200), pudiendo ajustarse en el elemento constructivo de acero (200), en una o varias primeras zonas (210), una estructura principalmente austenítica, a partir de la cual mediante temple rápido puede representarse una estructura en su mayoría martensítica, y en una o varias segundas zonas (220) se ajusta una estructura en su mayoría bainítica,
en donde se calienta inicialmente el elemento constructivo de acero (200) en un primer horno (110) a una temperatura por encima de la temperatura AC3, se transfiere a continuación el elemento constructivo de acero (200) a una estación de tratamiento (150), pudiendo enfriarse durante la transferencia, y enfriándose en la estación de tratamiento (150) las una o varias segundas zonas (220) del elemento constructivo de acero (200) durante un tiempo de tratamiento tB a una temperatura de detención de enfriamiento O2,
caracterizado por que el elemento constructivo de acero se transfiere a continuación a un segundo horno, ajustándose en el segundo horno una temperatura de horno de modo que las distintas zonas (210,220) del elemento constructivo de acero (200) se aproximan a la temperatura de horno del segundo horno, enfriándose en el segundo horno las una o varias primeras zonas (210) hasta una temperatura por encima de la temperatura inicial de transformación de estructura O1 del elemento constructivo de acero (220), a partir de la cual pueden iniciarse transformaciones de estructura a partir de la estructura austenítica, y subiendo la temperatura de las una o varias segundas zonas (220) de nuevo a una temperatura por debajo de la temperatura AC3.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la temperatura de detención de enfriamiento O2 se selecciona por encima de la temperatura inicial de martensita Ms.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la temperatura de detención de enfriamiento O2 se selecciona por debajo de la temperatura inicial de martensita Ms.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el recalentamiento de la o de las segundas zonas (220) en el segundo horno se facilita mediante el aporte de calor.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura interna en el segundo horno O4 es mayor que la temperatura de detención de enfriamiento O2.
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