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Fabricante Líder de Piezas de Sujeción y Remachado
Materiales y Procesos de Fabricación de Sujetadores Automotrices
Jan 03,2024
El desarrollo de la tecnología del proceso de apriete de los elementos de fijación automotrices y de los propios tornillos roscados se basa en las necesidades de confiabilidad de la conexión y ligereza estructural, siendo resultado del avance en el diseño de uniones roscadas, en el proceso y en la tecnología de materiales. La clave para las uniones atornilladas es controlar la fuerza de presión axial de los tornillos. Para lograr un control preciso de la fuerza axial de los tornillos, es necesario garantizar diversos aspectos, como el diseño y la selección de los elementos de fijación, el control del coeficiente de fricción, y el uso adecuado de los métodos de apriete.
El material de los fijadores para automóviles
La mayoría de los aceros para tornillos de alta resistencia son aceros medios en carbono y aceros aleados medios en carbono, todos utilizados después de un tratamiento térmico de temple y revenido. Tras el tratamiento térmico (temple y revenido), su microestructura es martensita revenida + carburo. Después del ultra-refinamiento de la austenita antes del temple, se ha comprobado que sus propiedades mecánicas pueden mejorarse aún más. En comparación con el tradicional tratamiento térmico de grano fino del acero, cuando la austenita se refina a menos de 10 μm, todas las propiedades mecánicas se ven significativamente mejoradas. En el caso del acero para tornillos de alta resistencia, mejorar únicamente la resistencia y la tenacidad, o simplemente refinando el grano, no logra satisfacer plenamente las exigencias de aplicación. Por ejemplo, cuando la resistencia a la tracción de la mayoría de los aceros estructurales aleados se eleva a 1200 MPa, se producirá fragilización retardada; por lo tanto, aumentar aún más la resistencia resultará en la pérdida del valor de uso y provocará mayor inseguridad. Desde un punto de vista práctico, mejorar la resistencia a la fatiga y la vida útil bajo carga cíclica es un tema particularmente importante y más desafiante para reforzar la resistencia frente a la fragilización retardada.
La mejora del rendimiento antifatiga de los fijadores automotrices está relacionada con el mejoramiento de la limpieza del acero al carbono, especialmente con el cambio en el tamaño y la distribución de los óxidos. Este es un desafío complejo para el proceso metalúrgico en horno eléctrico utilizado en la producción de este tipo de acero, lo que requiere la cooperación de todas las partes. Aumentar la resistencia a la fractura retardada no solo está vinculado al refinamiento del grano, sino también a la estructura del acero y al estado de las fronteras de grano. Investigaciones científicas demuestran que, cuando los granos de austenita se refinen hasta 2 μm, la fractura retardada no es mejor que con granos más grandes. La fractura retardada es esencialmente un fenómeno de fragilización por hidrógeno, que generalmente se desarrolla en forma de fractura intergranular, volviéndose así susceptible de retrasarse durante el uso —una fractura frágil causada por hidrógeno. La resistencia del acero secundario endurecido desarrollado es 200-400 MPa superior a la del acero templado y revenido común, lo cual puede explicarse por el trabajo en frío del acero. Cuando la muestra de acero se carga hasta su límite de fluencia, la carga se elimina rápidamente. En la carga secundaria, la resistencia del acero aumenta visiblemente, pero la plasticidad y la tenacidad exhibidas se reducen significativamente.
Además, mediante observación microscópica, la distribución de la red atómica del acero trefilado en frío es más ordenada y regular que la original, lo que también evidencia una mejora en su rendimiento de resistencia. Al adoptar un tratamiento térmico por calentamiento eléctrico y un tratamiento térmico cíclico para el tratamiento térmico de granos finos de austenita, se toma como referencia el efecto de granos finos observado en aceros extranjeros. Utilizando la segregación en las fronteras de los granos de austenita, las fronteras de las fases atómicas se refuerzan mediante difracción de electrones de baja energía y cálculos de la temperatura en las fronteras de los granos.
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