BR112018014947B1

BR112018014947B1 - Processo de tratamento térmico e dispositivo de tratamento térmico

Info

Publication number: BR112018014947B1
Application number: BR112018014947-0A
Authority: BR
Inventors: Andreas Reinartz
Original assignee: Schwartz Gmbh
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2022-11-22
Also published as: DE202016104194U1; JP2019506532A; CN108884508A; US20190032164A1; KR20180119580A; EP3408416B1; JP2021179012A; BR112018014947A2; PL3408416T3; WO2017129602A1; DE102016201025A1; PT3408416T; ES2904571T3; JP7168450B2; HUE057631T2; AT15624U1; CN108884508B; CN206204351U; MX2018008998A; EP3408416A1

Abstract

A invenção se refere a um método e um dispositivo para tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço. Em uma ou várias primeiras áreas do componente de aço uma estrutura martensítica precedente pode ser ajustada, a partir da qual pode ser representada, por arrefecimento abrupto, uma estrutura em grande parte martensítica, e em uma ou várias áreas do componente de aço é um estrutura em grande parte ferrítica-perlítica, sendo que, o componente de aço é aquecido inicialmente em um primeiro forno a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, o componente de aço é posteriormente transferido para uma estação de tratamento, sendo que, o mesmo pode ser arrefecido durante a transferência, e na estação de tratamento, a uma ou várias segundas áreas do componente de aço podem ser arrefecidas dentro de uma temporização t150 a uma temperatura que encerra o arrefecimento ^2 , sendo posteriormente transferido para um segundo forno, sendo que a temperatura da uma ou várias segundas áreas se eleva novamente, durante a temporização t130 a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, enquanto a temperatura da uma ou várias primeiras áreas na mesma temporização t130 são aquecidas a uma temperatura acima da temperatura AC3.

Description

[0001] A invenção se refere a um método e um dispositivo para tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço.

[0002] No estado da técnica, em muitos casos de aplicação, em diferentes setores, há o desejo por peças de chapas metálicas de alta resistência com menor peso da peça. Por exemplo, na indústria automobilística, há o esforço de reduzir o consumo de combustível de automóveis e diminuir as emissões de C02contudo, ao mesmo tempo, elevar a segurança dos passageiros. Portanto, há uma forte necessidade crescente de componentes de carroceria com uma relação favorável de estabilidade e peso. Estão associados a esses componentes, colunas A e B, suporte de proteção de impacto lateral em portas, travessas, partes de estrutura, para-choques, para lateral para assoalho e teto, longarina anterior e posterior. Em veículos automóveis modernos, a carroceria com uma gaiola de segurança consiste geralmente em uma chapa de aço temperada com aprox. 1.500Mpa de estabilidade. Nesse caso, são aplicadas múltiplas chapas de aço revestidas por Al-Si. Para a produção de um componente de chapa de aço temperada, foi desenvolvido o processo denominado temperagem por compressão. Nesse caso, as chapas de aço são inicialmente aquecida em austenita, então, colocadas em uma ferramenta de temperagem por compressão, rapidamente moldadas e abruptamente resfriadas pela ferramenta arrefecida em água, rapidamente em temperatura inferior à rigidez martensítica. Nesse caso, resulta uma estabilidade rígida de estrutura martensítica com aprox. 1.500MPa. Uma tal chapa de aço temperada apresenta, contudo, apenas um menor alongamento de ruptura. A energia cinética de um impacto, portanto, não pode ser suficientemente convertida em calor de deformação.

[0003] Portanto, para o setor automotivo, é desejável produzir componentes de carroceria que apresentem a maioria das zonas de alongamento e estabilidade diversificadas no componente, de tal modo que, por um lado, tanto áreas rígidas (a seguir, denominadas primeiras áreas) quanto áreas alongáveis (a seguir, denominadas segundas áreas) existam em um componente. Por um lado, são desejáveis componentes com estabilidade basicamente elevada, a fim de obter componentes altamente resiliente mecanicamente, com peso menor. Por outro lado, também devem poder ter componentes de alta resistência com áreas parcialmente suaves. Isso traz a capacidade de deformação parcialmente elevada desejada em caso de acidente (Crashfall). A ser dissipada e assim, as forças de aceleração possam ser minimizadas sobre os passageiros e em todo o veículo. Além disso, processos de junção modernos exigem áreas suavizadas que permitem a junção de materiais de mesmo tipo ou diversos. Frequentemente são utilizadas junções de prensagem ou rebitagem que requerem, como pré-requisito, áreas moldáveis no componente.

[0004] Nesse caso, ainda devem ser observadas as reivindicações gerais em uma instalação de produção: assim, não deve ocorrer qualquer prejuízo no tempo do ciclo em uma instalação de temperagem por compressão, a instalação completa deve ser utilizada sem limitações e poder ser converter rapidamente em um produto específico. O processo deve ser robusto e econ6omicoe a instalação de produção necessitar apenas um espaço mínimo. A forma e precisão das arestas do componente deve ser alta.

[0005] Em todos os processos conhecidos ocorre o tratamento térmico direcionado do componente em uma etapa de tratamento de tempo intensivo, que essencialmente exerce influência sobre os tempos de ciclo de todo o dispositivo de tratamento térmico.

[0006] O objetivo da invenção é, portanto, oferecer um processo e um dispositivo para o tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço, sendo que podem ser alcançadas áreas de diferentes durezas e ductibilidades nas quais pode ser minimizada a influência sobre o tempo de ciclo de todo o dispositivo de tratamento térmico.

[0007] De acordo com a invenção, esse objetivo é solucionado por um processo com as características da reivindicação independente 1. Aperfeiçoamentos vantajosos do processo resultam das reivindicações dependentes 2 a 5. O objetivo é solucionado ainda por um dispositivo de acordo com a reivindicação 8. Aperfeiçoamentos vantajosos do dispositivo resultam das reivindicações dependentes 6 a 15.

[0008] Um componente de aço é aquecido inicialmente até se encontrar abaixo da temperatura de austenização AC3.

[0009] Posteriormente, o componente de aço é transferido para uma estação de tratamento. Aqui, a segunda ou as segundas áreas são arrefecidas o mais rápido possível dentro de um tempo de tratamento tB. Em uma modalidade preferida do dispositivo de tratamento térmico, a estação de tratamento apresenta um dispositivo de posicionamento, com cujo o auxílio pode ser assegurado o posicionamento preciso das áreas individuais. O arrefecimento rápido da segunda ou das segundas áreas ocorre em uma modalidade preferida do processo por meio de alimentação com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção. A estação de tratamento apresenta, para isso, em uma modalidade vantajosa, um dispositivo para a alimentação, por exemplo, das segundas áreas. Esse dispositivo pode apresentar, por exemplo, um ou vários bocais. Em uma modalidade vantajosa do processo, ocorre a alimentação da segunda ou das segundas áreas por alimentação com um fluido gasoso, sendo que, o fluido gasoso água é adicionado, por exemplo, em forma nebulizada. Para isso, o dispositivo apresenta, em uma modalidade vantajosa, um ou mais bocais de nebulização. Através da alimentação com o fluido gasoso deslocado com água, é elevada a dissipação do calor a partir da segunda ou das segundas áreas. Após transcorrido do tempo de tratamento tB a segunda área atingiu ou as segundas áreas atingiram uma temperatura que encerra o arrefecimento. O tempo de tratamento tB se move, nesse caso, geralmente, na faixa de poucos segundos. Nesse caso, a segunda ou as segundas áreas também podem ser arrefecidas até se encontrarem significativamente abaixo da temperatura de início de martensitização Ms. A temperatura de início de martensitização Ms se encontra, por exemplo, para estruturas metálicas de carroceria comuns 22MnB5 em torno de aprox. 410 °C. A primeira área, ou as primeiras áreas, não são submetidas a qualquer tratamento específico na estação de tratamento, ou seja, não são aquecidas ou arrefecidas sem quaisquer outras medidas específicas. A ou as primeiras áreas resfriam lentamente na estação de tratamento, por exemplo, por convecção natural. Demonstrou ser vantajoso se, na estação de tratamento, forem tomadas medidas para a redução da queda de temperatura da primeira ou das primeiras áreas. Tais medidas podem ser, por exemplo, a colocação de um refletor de radiação térmica e/ou o isolamento de superfícies da estação de tratamento no contexto da primeira ou das primeiras áreas.

[0010] Em seguida, após transcorrido o tempo de tratamento tB, o componente de aço é transferido para um segundo forno. O componente de aço completo é aquecido nesse segundo forno. Esse aquecimento pode ocorrer, por exemplo, por radiação térmica. Nesse caso, o componente de aço permanece durante uma temporização t130 no segundo forno, que deve ser medido de tal modo que a temperatura da primeira ou das primeiras áreas se elevam acima da temperatura AC3. Visto que a segunda ou as segundas áreas apresentam, a partir das etapas anteriores do processo, no início do temporização t130 uma temperatura significativamente inferior à primeira ou às primeiras áreas, ao final do temporização t130 no segundo forno, as mesmas não atingiram a temperatura AC3. Posteriormente, o componente de aço pode ser transferido para uma ferramenta de temperagem por compressão, sendo que a primeira ou as primeiras áreas são completamente austenizadas, enquanto a segunda ou as segundas áreas não são austenizadas, de tal modo que, pelo arrefecimento abrupto em uma temperagem por compressão subsequente, a primeira ou as primeiras áreas formem estruturas martensíticas com valores elevados de estabilidade. Visto que a segunda ou as segundas áreas não foram austenizadas em qualquer tempo durante o processo, após a etapa de temperagem por compressão, as mesmas apresentam estruturas ferríticas-perlíticas, apenas com baixos valores de estabilidade em elevada ductibilidade.

[0011] De acordo com a invenção, os componentes são transportados, após alguns segundos na estação de tratamento, que pode, além disso, disponibilizar um dispositivo de posicionamento, para assegurar o posicionamento preciso das diferentes áreas, em um segundo forno, que não possui, preferencialmente, quaisquer dispositivos especiais para o tratamento diversificado das diferentes áreas. Em uma modalidade é ajustada apenas uma temperatura do forno 04, ou seja, uma temperatura essencialmente homogênea em todo o espaço do forno, que se encontra acima da temperatura de austenização AC3. Podem ser realizados limites claramente definidos das áreas individuais e pela pouca diferença de temperatura entre ambas as áreas, a deformação dos componentes é minimizada. Baixas dispersões do nível de temperatura do componente atuam de forma vantajosa nos outros processos de prensagem.

[0012] De forma vantajosa, em uma modalidade, é previsto um forno contínuo como primeiro forno. Fornos contínuos apresentam, geralmente, uma grande capacidade e são adequados para produção em massa, visto que podem ser alimentados e operados sem grandes custos. Mas também um forno Batch, por exemplo, um forno de câmaras, pode ser utilizado como primeiro forno.

[0013] De forma vantajosa, em uma modalidade, o segundo forno é um forno contínuo.

[0014] Ca so, tanto o primeiro quanto o segundo forno, forem executados como fornos contínuos, as temporizações necessárias para a ou as primeiras e segundas áreas podem ser realizadas dependendo do comprimento do componente pelo ajuste da velocidade de transporte e disposição do respectivo comprimento do forno. Desse modo, pode ser evitada a influência do tempo de ciclo de toda a linha de produção com o dispositivo de tratamento térmico e a prensagem para uma temperagem por compressão subsequente.

[0015] Em uma modalidade alternativa, o segundo forno é um forno Batch, por exemplo, um forno de câmaras.

[0016] Em um modalidade preferida, a estação de tratamento apresenta um dispositivo para arrefecimento rápido de uma ou várias das segundas áreas do componente de aço. Em uma modalidade vantajosa, o dispositivo apresenta um bocal para alimentar a primeira ou as primeiras áreas do componente de aço com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção, como, por exemplo nitrogênio. Para isso, o dispositivo apresenta, em uma modalidade vantajosa, um ou mais bocais de nebulização. Através da alimentação com o fluido gasoso deslocado com água, é elevada a dissipação do calor a partir da segunda ou das segundas áreas.

[0017] Em uma outra modalidade, a segunda ou as segundas áreas são arrefecidas por condução térmica, por exemplo, pelo contato com uma punção ou várias punções, que apresenta ou apresentam uma temperatura consideravelmente mais baixa que o componente de aço. Para isso, a punção pode ser produzida a partir de um material de boa condutibilidade térmica e ser arrefecido diretamente e/ou indiretamente. Também é possível uma combinação de tipos de arrefecimento.

[0018] Com o processo de acordo com a invenção e o dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, componentes de aço com respectivamente uma ou várias primeiras e/ou segundas áreas, que também podem ser formadas de modo complexo, podem ser comprimidos de forma econômica a um perfil de temperatura correspondente, visto que as diferentes áreas podem ser trazidas, de fato, muito rapidamente às temperaturas de processo necessárias.

[0019] De acordo com a invenção, com o processo direcionado e o dispositivo de tratamento térmico é possível ajustar várias segundas áreas quase aleatoriamente. A segunda ou as segundas áreas nunca foram austenizadas durante o transcorrer do processo e apresentam também, após a compressão, baixos valores de estabilidade semelhantes às estabilidades originais do componente de aço não-tratado. Também a geometria selecionada das subáreas pode ser livremente selecionada. Áreas pontilhadas ou em forma de linhas também podem ser representadas, do mesmo modo, como, por exemplo, áreas de larga escala. Também a posição das áreas é irrelevante. As segundas áreas podem ser completamente envolvidas pelas primeiras áreas ou se encontrar na borda do componente de aço. É possível até mesmo um tratamento por toda a extensão da superfície. Uma orientação particular do componente de aço no sentido do fluxo não é necessária para o fim do processo para o tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço. Uma limitação do número dos componentes de aço tratados simultaneamente é especificado, em todo o caso, pela ferramenta de temperagem por compressão ou técnica de transporte de todo o dispositivo de tratamento térmico. A utilização do processo em componentes de aço já deformados, é possível, do mesmo modo. Através das superfícies formadas tridimensionais dos componentes de aço já deformados, obtém-se apenas um custo construtivo mais elevado para a representação das superfícies opostas.

[0020] Ademais, é vantajoso que também instalações de tratamento térmico já existentes possam ser adaptadas ao processo de acordo com a invenção. Para isso, em um dispositivo de tratamento térmico convencional com apenas um forno posterior ao mesmo, é preciso ser instalada apenas a estação de tratamento e o segundo forno. Conforme a modalidade do forno existente, é possível separar o mesmo de tal modo que resultem o primeiro e o segundo forno a partir do forno original.

[0021] Out ras vantagens, características especiais e desenvolvimentos úteis da invenção se tornam evidentes a partir das reivindicações dependentes e da descrição a seguir, das modalidades preferidas com base nos desenhos.

[0022] A partir das Figuras, mostra-se: Figura 1 uma curva de temperatura típica no tratamento térmico de um componente de aço com uma primeira e uma segunda área Figura 2 um dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 3 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 4 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 5 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 6 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático. Figura 7 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático

[0023] Na Figura Fig. 1 é representada uma curva de temperatura típica no tratamento térmico de um componente de aço 200 com uma primeira área 210 e uma segunda área 220 segundo o processo de acordo com a invenção. O componente de aço 200 é aquecido no primeiro forno 110 de acordo com o curso de temperatura ilustrado de forma esquemática £200,110 durante a temporização no primeiro forno t110 a uma temperatura abaixo da temperatura AC3. Posteriormente, o componente de aço 200 é transferido com um tempo de transferência t120 para a estação de tratamento 150. Nesse caso, o componente de aço perde calor. Na estação de tratamento, uma segunda área 220 do componente de aço 200 é rapidamente arrefecida, sendo que, a segunda área 220 perde rapidamente calor conforme o curso ilustrado £220,150. A alimentação se encerra após transcorrido o tempo de tratamento tB, que, dependendo da espessura do componente de aço 200 e do tamanho da segunda área 220, é de apenas alguns segundos. Em uma primeira aproximação, nesse caso, o tempo de tratamento tB é igual à temporização t150 na estação de tratamento 150. A segunda área 220 atingiu agora a temperatura que encerra o arrefecimento ds. Ao mesmo tempo, a temperatura da primeira área 210 na estação de tratamento 150 cai, conforme o curso de temperatura delineado £210,150, sendo que, a primeira área 210 não se encontra na área do sentido de arrefecimento. Após decorrido o tempo de tratamento tB o componente de aço 200 é transferido, durante o tempo de transferência t121 para o segundo forno 130, sendo que o mesmo continua perdendo calor. No segundo forno 130 se altera a temperatura da primeira área 210 do componente de aço 200 de acordo com o curso de temperatura ilustrada de forma esquemática 02io,i3o durante a temporização t130, ou seja, a temperatura da primeira área 210 do componente de aço 200 é aquecida a uma temperatura acima da temperatura AC3. Também a temperatura da segunda área 220 do componente de aço 200 sobe, conforme o curso de temperatura £220,130 ilustrado, durante a temporização t130, sem atingir a temperatura AC3. O segundo forno 130 não disponibiliza quaisquer dispositivos especiais para o tratamento diferenciado das diferentes áreas 210, 220. É ajustada apenas uma temperatura do forno 04, ou seja, uma temperatura essencialmente homogênea 04 em todo o espaço interno do segundo forno 130, que se encontra acima da temperatura de austenização AC3. Visto que a ou as segunda áreas apresentam uma temperatura significativamente inferior que a ou as primeiras áreas ao início da temporização t130 no segundo forno 130 e ambas as áreas são aquecidas igualmente no segundo forno 130, ao final da temporização t130 as mesmas apresentam, do mesmo modo, uma temperatura diversa. A temporização t130 do componente de aço 200 no segundo forno 130 deve ser medida de tal modo que a primeira área ou as primeiras áreas, ao final da temporização t130 apresentem uma temperatura acima da temperatura AC3, enquanto a segunda ou as segundas áreas, nesse momento, ainda não atingiram a temperatura AC3.

[0024] Posteriormente, o componente de aço pode ser transferido, durante um tempo de transferência t131 para uma ferramenta de temperagem por compressão 160, que é instalada em uma prensagem não mostrada. Durante o tempo de transferência t131 o componente de aço 200 perde novamente calor, de tal modo que a temperatura da ou das primeiras áreas também possa estar abaixo da temperatura AC3. Essa ou essas áreas são austenizadas essencialmente de forma integral, quando as mesmas deixam o segundo forno 130, de modo que as mesmas sofrem, através de um arrefecimento abrupto durante uma temporização t160 na ferramenta de temperagem por compressão 160, uma conversão para estrutura martensítica temperada.

[0025] Entre ambas as áreas 210, 220 podem ser realizados limites claramente delimitados das áreas individuais 210, 220 e, pela pouca diferença de temperatura, a deformação do componente de aço 200 é minimizada. Baixas dispersões do nível de temperatura do componente 200 atuam de forma vantajosa nos outros processos de prensagem na ferramenta de temperagem por compressão 160. A temporização t130 do componente de aço 200 no segundo forno 130 pode ser realizada dependendo do comprimento do componente de aço 200 pelo ajuste da velocidade de transporte e da disposição do comprimento do segundo forno 130. Uma influência do tempo de ciclo do dispositivo de tratamento térmico 100 é minimizada, portanto, podendo até mesmo ser evitada.

[0026] A Figura 2 mostra um dispositivo de tratamento térmico 100 em disposição de 90°. O dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e o segundo forno 130 disposto posterior ao mesmo, no sentido do fluxo principal D. Ainda no sentido do fluxo principal D, disposto posteriormente, se encontra uma estação de remoção 131, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). O sentido do fluxo principal desvia agora essencialmente em torno de 90°, para permitir seguir uma ferramenta de temperagem por compressão 160 em uma prensagem (não mostrada), na qual, o componente de aço 200 é temperado por compressão. No sentido do eixo do primeiro forno 110 e do segundo forno 130 é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O primeiro forno 110 e o segundo forno 120 são executados nessa disposição, de forma preferida, como fornos contínuos, por exemplo, orno contínuo de rolos.

[0027] A Figura 3 mostra um dispositivo de tratamento térmico 100 em disposição reta. O dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e o segundo forno 130 disposto posterior ao mesmo, no sentido do fluxo principal D. Ainda no sentido do fluxo principal D, disposto posteriormente, se encontra uma estação de remoção 131, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). Uma ferramenta de temperagem por compressão 160 continua agora em sentido do fluxo principal reto, em uma prensagem (não mostrada), na qual o componente de aço 200 temperado por compressão Em essencialmente 90° à estação de remoção 131 é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O primeiro forno 110 e o segundo forno 120 são executados nessa disposição, do mesmo modo, de forma preferida, como fornos contínuos, por exemplo, orno contínuo de rolos.

[0028] A Figura 4 mostra uma outra variação de um dispositivo de tratamento térmico 100 de acordo com a invenção. O dispositivo de tratamento térmico 100 novamente apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. O primeiro forno 110 é formado nessa modalidade novamente, preferencialmente, como forno contínuo. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150, que, nessa modalidade, é combinada com a estação de remoção 131. O dispositivo de remoção 131 pode ser disponibilizado, por exemplo, por um dispositivo de aperto (não mostrado). A estação de remoção 131 remove, por exemplo, por meio do dispositivo de aperto, os componentes de aço 200 do primeiro forno 110. O tratamento térmico é executado com o arrefecimento da segunda ou das segundas áreas 220 e o componente de aço ou os componentes de aço 200 são inseridos em um segundo forno 130 disposto essencialmente em torno de 90° em relação ao eixo do primeiro forno 110. Esse segundo forno 130 é previsto nessa modalidade preferencialmente como forno de câmaras, por exemplo, com várias câmaras. Após decorrida a temporização t130 dos componentes de aço 200 no segundo forno 130, os componentes de aço 200 são removidos, pela estação de remoção 131, do segundo forno 130 e inseridos em uma ferramenta de temperagem por compressão 160 oposta, instalada em uma prensa (não mostrada). Para isso, a estação de remoção 131 pode disponibilizar um dispositivo de posicionamento (não mostrado). No sentido do eixo do primeiro forno 110, atrás da estação de remoção 131, é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O sentido do fluxo principal D descreve, nessa modalidade, um redirecionamento em torno de 90°. Nessa modalidade não é necessário qualquer segundo sistema de posicionamento para a estação de tratamento 150. Além disso, essa modalidade é vantajosa, se, no sentido do eixo do primeiro forno 110 não houver espaço suficiente, por exemplo, em uma instalação de produção. O arrefecimento das segundas áreas 220 do componente de aço 200 também pode ocorrer, nessa modalidade, entre a estação de remoção 131 e o segundo forno 130, de modo que não necessite qualquer estação de tratamento 150 fixa no local.

[0029] Por exemplo, um dispositivo de arrefecimento, um bocal de sopro, pode ser integrado no dispositivo de aperto. O dispositivo de remoção 131 é responsável pela transferência do componente de aço 200 do primeiro forno 110 para o segundo forno 130 e para a ferramenta de temperagem por compressão 160 ou para o recipiente 161.

[0030] Também nessa modalidade a posição da ferramenta de temperagem por compressão 160 e o recipiente 161 pode ser trocada, como ilustrado na Figura 5. O sentido do fluxo principal D descreve, nessa modalidade, dois redirecionamentos em torno de 90°.

[0031] Caso o local para a disposição do dispositivo de tratamento térmico seja limitado, oferece-se um dispositivo de tratamento térmico de acordo com a Figura 6: Em comparação à modalidade mostrada na Figura 4, o segundo forno 130 é deslocado para um segundo plano acima do primeiro forno 110. Também nessa modalidade o arrefecimento da segunda área 220 do componente de aço 200 pode ocorrer do mesmo modo, entre a estação de remoção 131 e o segundo forno 130, de tal modo que não seja necessária uma estação de tratamento 150 fixa no local. É novamente vantajoso se o primeiro forno 110 for executado como forno contínuo e o segundo forno 120 como forno de câmaras, eventualmente, com várias câmaras.

[0032] Na Figura 7é mostrada de forma esquemática, por fim, uma última modalidade do dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção. Em comparação à modalidade mostrada na Figura 6 são trocadas as posições da ferramenta de temperagem por compressão 160 e do recipiente 161.

[0033] As modalidades aqui mostradas representam apenas exemplos para a presente invenção e não devem ser entendidas como limitantes. Modalidades alternativas contempladas pelo versado na técnica são igualmente abrangidas no âmbito da presente invenção. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA: 100 dispositivo de tratamento térmico 110 primeiro forno 130 segundo forno 131 estação de remoção 135 estação de remoção 150 estação de tratamento 152 radiador infravermelho puntiforme 153 campo de aquecimento 160 ferramenta de temperagem por compressão 161 recipiente 200 componente de aço 210 primeira área 220 segunda área D sentido do fluxo principal Ms temperatura de início de martensitização tB tempo de tratamento t110 temporização no primeiro forno t120 tempo de transferência componente de aço na estação de tratamento t121 tempo de transferência componente de aço no segundo forno t130 temporização no segundo forno t131 tempo de transferência componente de aço na ferramenta de temperagem por compressão t150 temporização na estação de tratamento t160 temporização na ferramenta de temperagem por compressão ϑs temperatura que encerra o arrefecimento ϑ3 temperatura interna do primeiro forno ϑ4 temperatura interna do segundo forno ϑ200, 110 curso de temperatura do componente de aço no primeiro forno ϑ210,150 curso de temperatura da primeira área do componente metálico na estação de tratamento ϑ220,150 curso de temperatura da segunda área do componente de aço na estação de tratamento ϑ210,130 curso de temperatura da primeira área do componente de aço no segundo forno forno ϑ220, 130 curso de temperatura da segunda área do componente de aço no segundo forno forno ϑ200, 160 curso de temperatura do componente de aço na ferramenta de temperagem por compressão

Claims

1. Processo para tratamento térmico de maneira direcionadao para zonas individuais de um componente de aço (200), sendo que, em um componente de aço (200), em uma ou várias primeiras áreas (210) pode ser ajustada uma estrutura austenítica precedente, a partir da qual pode ser produzida uma estrutura em grande parte martensítica, por arrefecimento abrupto, e em uma ou várias segundas áreas (220) pode ser ajustada uma estrutura em grande parte, ferrítica-perlítica, caracterizado pelo fato de que, o componente de aço (200) é aquecido inicialmente em um primeiro forno (110) a uma temperatura acima da temperatura AC3, o componente de aço (200) posteriormente é transferido para uma estação de tratamento (150), sendo que, o mesmo pode arrefecer durante a transferência, e na estação de tratamento (150), a uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) são arrefecidos a uma temperatura final de arrefecimento θs na estação de tratamento (150) dentro da temporização t150, sendo posteriormente transferido para um segundo forno (130), no qual calor é fornecido ao componente de aço (200), a temperatura da uma ou várias segundas áreas (220) durante a temporização t130 aumentam novamente a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, enquanto a temperatura a uma ou das várias primeiras áreas (210) são aquecidas na mesma temporização t130 a uma temperatura acima da temperatura AC3.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a alimentação de calor no segundo forno (130) é obtida por radiação térmica.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que que a uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150) dentro de uma temporização t150 para arrefecimento são alimentadas com um fluido gasoso.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que que o fluido gasoso contém água.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que que o arrefecimento da uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150) dentro de uma temporização t150 ocorre por condução térmica.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que que a uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150) dentro de uma temporização t150 para arrefecimento com uma punção são colocadas em contato, sendo que, a punção apresenta uma temperatura menor que a da ou das segundas áreas (220).

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que que a temperatura interna θ4 no segundo forno (130) é maior que a temperatura AC3.

8. Dispositivo de tratamento térmico (100), para o tratamento térmico de um componente de aço (200) de maneira direcionada em zonas de componentes individuais, que apresenta um primeiro forno (110) para o aquecimento do componente de aço (200) a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, caracterizado pelo fato de que, o dispositivo de tratamento térmico (100) apresenta ainda uma estação de tratamento (150) e um segundo forno (130), o componente de aço sendo transferível do primeiro forno (110) para a estação de tratamento (150), o componente de aço sendo transferível da estação de tratamento (150) para o segundo forno (130), o segundo forno (130) sendo aquecido a uma temperatura homogênea θ4, a estação de tratamento (150) apresentando um dispositivo para o arrefecimento de uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) e o segundo forno (130) apresentando um dispositivo para a inserção de calor, por meio do qual pelo menos a primeira ou as primeiras áreas (210) do componente de aço (200) podem ser aquecidas a uma temperatura superior à temperatura AC3.

9. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o arrefecimento de uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) apresenta um bocal para a alimentação da ou das segundas áreas (220) do componente de aço (200) com um fluido gasoso.

10. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o arrefecimento de uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200) apresenta um bocal para a alimentação da ou das segundas áreas (220) do componente de aço (200) com um fluido gasoso misturado à água.

11. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o arrefecimento de uma ou várias segundas áreas (220) do componente de aço (200), punção, apresenta um bocal para entrar em contato com a ou as segundas áreas (220) do componente de aço (200).

12. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a punção para o contato com a ou as segundas áreas (220) do componente de aço (200) é projetada para ser arrefecida.

13. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta um dispositivo de posicionamento.

14. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta refletores de calor.

15. Dispositivo de tratamento térmico (100), de acordo com uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta paredes de isolamento térmico.