BR112018016740B1 - Método de tratamento térmico e dispositivo para o tratamento térmico - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um método e a um dispositivo para o tratamento térmico de um componente de aço direcionado especificamente para zonas individuais do componente. Em uma ou em várias primeiras áreas do componente de aço, pode ser ajustada uma microestrutura principalmente austenítica, a partir da qual, através de resfriamento brusco, pode ser produzida uma microestrutura principalmente martensítica. Em uma ou em várias segundas áreas do componente de aço, pode ser produzida uma microestrutura principalmente ferrítico-perlítica. Em uma ou em várias terceiras áreas, pode ser produzida uma microestrutura principalmente bainítica. Para esse fim, o componente de aço é inicialmente aquecido em um primeiro forno a uma temperatura inferior à temperatura AC3, em seguida, o componente de aço é transferido para uma estação de tratamento, sendo que esse pode resfriar durante a transferência. Em uma subsequente estação de tratamento, a ou as várias primeiras áreas, assim como a ou as várias terceiras áreas do componente de aço dentro de um tempo de permanência t151 são levadas para uma temperatura acima da temperatura de austenitização. Em seguida, apenas a ou as várias terceiras áreas são resfriadas a uma temperatura de interrupção do resfriamento és. Em seguida, o componente (...).

Description

Descrição:

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

[0002] Na tecnologia, em muitos casos de aplicação em diferentes ramos, existe o desejo por peças de chapa metálica altamente resistente com baixo peso da peça. Por exemplo, na indústria de veículos os esforços são para reduzir o consumo de combustível de automóveis e diminuir a emissão de CO2, mas neste caso, aumentar ao mesmo tempo a segurança dos ocupantes. Por conseguinte, existe um forte aumento da demanda por componentes de carrocerias com uma relação favorável de resistência para peso. Nesses componentes são incluídos, em particular, colunas A e B, suportes de proteção contra impactos laterais em portas, travessas, peças de estrutura, para-choques, suportes transversais para assoalho e teto, longarinas anteriores e posteriores. Nos automóveis modernos a estrutura da carroceria com uma gaiola de proteção consiste geralmente em uma chapa de aço temperado com uma resistência de cerca de 1.500 MPa. Neste caso, muitas vezes são utilizadas chapas de aço revestidas com Al-Si. Para produzir um componente a partir de chapa de aço temperado, desenvolveu- se o processo do assim chamado endurecimento sob pressão. Neste caso, as chapas de aço são inicialmente aquecidas à temperatura da austenita, depois colocadas em uma ferramenta de pressão, rapidamente moldadas e através da ferramenta resfriada com água, as chapas são rapidamente bruscamente resfriadas a uma temperatura inferior à temperatura inicial de martensita. Neste caso, resulta uma microestrutura de martensita sólida, dura com uma resistência de cerca de 1.500 MPa. Mas uma chapa de aço temperado dessa maneira apresenta apenas um baixo alongamento de ruptura. Por isso, a energia cinética de um impacto não pode ser convertida suficientemente em calor de moldagem.

[0003] Para a indústria automotiva é desejável, por conseguinte, poder produzir componentes de carrocerias, que apresentam várias zonas de alongamento e resistência diferentes no componente, de modo que estão presentes áreas bastante sólidas (a seguir, primeiras áreas) por um lado, áreas dúcteis máximas (a seguir, segundas áreas) por outro lado e áreas dúcteis adicionalmente ajustáveis (a seguir, terceiras áreas) em um componente. Por um lado, basicamente são desejáveis componentes com alta resistência, a fim de obter mecanicamente componentes altamente carregáveis com baixo peso. Por outro lado, os componentes altamente resistentes também devem poder ter áreas parcialmente macias, com o que se obtém a capacidade de deformação parcialmente aumentada desejada no caso de uma colisão. Apenas com isso, a energia cinética de um impacto pode ser dissipada e, assim, as forças de aceleração sobre os ocupantes e o resto do veículo são minimizadas. Além disso, os modernos métodos de ensamblar requerem pontos suavizados, que permitem o ensamblamento de materiais semelhantes ou diferentes. Muitas vezes, por exemplo, devem ser usadas uniões por meio de grampos-crimpagem ou por meio de rebites, que prevêm áreas que podem ser moldadas no componente.

[0004] Áreas marginais macias do componente permitem, além disso, um recorte do contorno já na ferramenta e, dessa maneira, podem deixar o recorte a laser dispendioso ineficaz.

[0005] Neste caso, as reivindicações gerais deveriam ser observadas, além disso, em um sistema de produção: assim, não deveria ocorrer qualquer prejuízo do tempo do ciclo no sistema de endurecimento sob pressão, todo o sistema deveria ser utilizado, de modo geral, de forma ilimitada e poder ser rapidamente reconvertido especificamente ao produto. O processo deveria ser robusto e econômico e o sistema de produção deveria necessitar apenas de um lugar mínimo. A forma e a precisão das arestas do componente deveria ser alta.

[0006] Em todos os métodos conhecidos, o tratamento térmico específico do componente ocorre em uma etapa de tratamento demorada, que tem influência essencial sobre o tempo do ciclo de todo o dispositivo para o tratamento térmico.

[0007] O objetivo da invenção é, por conseguinte, indicar um método e um dispositivo para o tratamento térmico de um componente de aço direcionado especificamente para zonas individuais do componente, sendo que podem ser obtidas áreas de diferente dureza e ductilidade, no qual a influência sobre o tempo do ciclo de todo o dispositivo para o tratamento térmico é minimizado.

[0008] De acordo com a invenção, esse objetivo é solucionado por um método com as características da reivindicação independente 1. Desenvolvimentos vantajosos do método resultam das reivindicações dependentes 2 a 8. O objetivo é solucionado, além disso, por um dispositivo de acordo com a reivindicação 9. Formas de realização vantajosas do dispositivo resultam das reivindicações dependentes 10 a 17.

[0009] O método inventivo para o tratamento térmico de um componente de aço direcionado especificamente para zonas individuais do componente, em que no componente de aço, em uma ou várias primeiras áreas pode ser ajustada uma microestrutura principalmente austenítica, a partir da qual, através de resfriamento brusco pode ser produzida uma microestrutura principalmente martensítica e em uma ou várias segundas áreas pode ser ajustada uma microestrutura principalmente ferrítico-perlítica, assim como em uma ou várias terceiras áreas pode ser ajustada uma microestrutura principalmente bainítica, é caracterizado pelo fato de que o componente de aço é inicialmente aquecido em um primeiro forno a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, em seguida, o componente de aço é transferido para uma estação de tratamento, sendo que durante a transferência esse pode resfriar e na estação de tratamento a uma ou as várias primeiras áreas e a uma ou as várias terceiras áreas do componente de aço dentro de um tempo de permanência t151, são aquecidas a uma temperatura acima da temperatura AC3, sendo que, em seguida, a ou as terceiras áreas do componente de aço são resfriadas à temperatura de interrupção do resfriamento θ. e sendo que, em seguida, o componente de aço é transferido para um segundo forno, no qual o componente de aço permanece a uma temperatura abaixo da temperatura de astenitização, até que se tenha formado uma microestrutura suficientemente bainítica na ou nas terceiras áreas.

[0010] Um dispositivo para o tratamento térmico de acordo com a invenção apresenta, para esse fim, um primeiro forno para o aquecimento de um componente de aço a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, uma estação de tratamento e um segundo forno, sendo que a estação de tratamento apresenta um dispositivo para o aquecimento rápido das primeiras e terceiras áreas, assim como um dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas do componente de aço e o segundo forno apresenta uma instalação para a entrada de calor.

[0011] Em uma forma de realização vantajosa do método, o fornecimento de calor no segundo forno é obtido através de radiação de calor.

[0012] Um componente de aço é inicialmente aquecido em um forno até abaixo da temperatura de austenitização. Depois disso, ocorre o tratamento diferente das várias áreas em uma estação de tratamento:

[0013] Na estação de tratamento, a ou as primeiras áreas são inicialmente levadas, por exemplo, com auxílio de um laser de alta potência, dentro de poucos segundos, para uma temperatura acima de AC3, para que a microestrutura se transforme o mais completamente possível em austenita. As áreas irradiadas pelo laser são exatamente definidas, em uma forma de realização preferida, por paredes de canais dispostas do modo mais vertical possível à superfície do componente.

[0014] A primeira área, respectivamente, as primeiras áreas não são submetidas, logo a seguir, na estação de tratamento, a qualquer outro tratamento particular, isto é, essas não são nem sopradas, nem aquecidas ou resfriadas através de outras medidas particulares. A, respectivamente, as primeiras áreas resfriam lentamente na estação de tratamento, por exemplo, através de convecção natural e radiação. Foi provado como vantajoso, se na estação de tratamento são tomadas medidas para a redução da perda de temperatura da primeira, respectivamente, das primeiras áreas. Tais medidas podem ser, por exemplo, a montagem de refletores de radição de calor e/ou o isolamento de superfícies da estação de tratamento na área da primeira, respectivamente, das primeiras áreas.

[0015] A segunda área, respectivamente, as segundas áreas na estação de tratamento não são submetidas a qualquer tratamento particular, isto é, essas não são nem sopradas, nem aquecidas ou resfriadas através de outras medidas particulares.

[0016] A, respectivamente, as segundas áreas resfriam lentamente na estação de tratamento, por exemplo, através de convecção natural e radiação. Foi provado como vantajoso, se na estação de tratamento são tomadas medidas para reduzir as perdas de temperatura da segunda, respectivamente, das segundas áreas. Tais medidas podem ser, por exemplo, a montagem de refletores de radiação térmica e/ou o isolamento de superfícies da estação de tratamento na área da segunda, respectivamente, das segundas áreas.

[0017] A segunda ou as segundas áreas não foram completamente austenitizadas durante o decurso do método e também depois de uma prensagem em um subsequente método de endurecimento sob pressão, apresentam baixos valores de resistência similares às resistências originais do componente de aço não tratado.

[0018] Na estação de tratamento a ou as terceiras áreas são inicialmente levadas dentro de poucos segundos para uma temperatura acima de AC3, por exemplo, com auxílio de um laser de alta potência, para que a microestrutura se transforme o mais completamente possível em austenita. As áreas irradiadas pelo laser são exatamente definidas, em uma forma de realização preferida, através de paredes de canal dispostas do modo mais vertical possível à superfície do componente.

[0019] Imediatamente depois, ocorre um resfriamento o mais rápido possível da terceira ou das terceiras áreas dentro de um tempo de tratamento t152. O resfriamento rápido da terceira ou das terceiras áreas ocorre em uma forma de realização preferida do método através do sopro com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção. A estação de tratamento apresenta, para esse fim, em uma forma de realização vantajosa, um dispositivo para soprar a, respectivamente, as terceiras áreas. Esse dispositivo pode apresentar, por exemplo, um ou mais bocais. Em uma forma de realização vantajosa do método, o sopro da terceira ou das terceiras áreas ocorre através de sopro com um fluido gasoso, sendo que ao fluido gasoso é acrescentada água, por exemplo, em forma atomizada. Para esse fim, o dispositivo, em uma forma de realização vantajosa, apresenta um ou mais bocais de atomização. Através do sopro com o fluido gasoso misturado com água, a dissipação de calor da ou das terceiras áreas aumenta. Depois do decurso do tempo de tratamento t152, a terceira área, respectivamente, as terceiras áreas alcançam uma temperatura de interrupção do resfriamento θs. O tempo de tratamento t152 movimenta-se, neste caso, geralmente na faixa de poucos segundos.

[0020] De acordo com a invenção, os componentes, depois de poucos segundos na estação de tratamento, que pode dispor, além disso, de um dispositivo de posicionamento para assegurar um posicionamento preciso das diferentes áreas, são transportados para um segundo forno, que não possui preferivelmente quaisquer dispositivos especiais para o tratamento diferente das várias áreas. Demarcações de contornos claros já foram realizadas na estação de tratamento. Em uma forma de realização, é meramente ajustada uma temperatura do forno £4, isto é, uma temperatura essencialmente homogênea em todo o espaço do forno, que se situa abaixo da temperatura de austenitização AC3. As temperaturas das áreas individuais aproximam-se umas das outras e pela pequena diferença de temperatura entre as áreas o atraso dos componentes é minimizado. As menores expansões possíveis no nível de temperatura do componente atuam de forma vantajosa no processamento seguinte na prensa.

[0021] Em uma outra forma de realização vantajosa do método, a temperatura interna £4 no segundo forno é mais baixa do que a temperatura AC3.

[0022] De maneira vantajosa, em uma forma de realização, um forno contínuo está previsto como primeiro forno. Os fornos contínuos apresentam, via de regra, uma grande capacidade e são particularmente bem adequados para a produção em massa, visto que esses podem ser carregados e operados sem grande dispêndio. Mas também um forno batelada, por exemplo, um forno de câmara, pode ser usado como primeiro forno.

[0023] De maneira vantajosa, em uma forma de realização, o segundo forno é um forno contínuo.

[0024] Tanto o primeiro, como também o segundo forno são executados como fornos contínuos, os tempos de permanência necessários para a ou para as primeiras e segundas áreas em função do comprimento do componente, podem ser realizados através do ajuste da velocidade de transporte e do dimensionamento do respectivo comprimento do forno. Uma influência do tempo de ciclo de toda a linha de produção com dispositivo para o tratamento térmico e prensa para um subsequente endurecimento sob pressão, pode ser evitada dessa maneira.

[0025] Em uma forma de realização alternativa, o segundo forno é um forno batelada, por exemplo, um forno de câmara.

[0026] Em uma forma de realização preferida, a estação de tratamento apresenta um dispositivo para o aquecimento rápido de uma ou das várias terceiras áreas do componente de aço. Em uma forma de realização vantajosa, o dispositivo apresenta um ou vários laser de alta potência para irradiar a ou as terceiras áreas do componente de aço. Em uma forma de realização preferida, uma delimitação clara das áreas ocorre através de canais moldados de forma correspondente.

[0027] Em uma forma de realização preferida, a estação de tratamento apresenta um dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas do componente de aço. Em uma forma de realização vantajosa, o dispositivo apresenta um bocal para soprar a ou as terceiras áreas do componente de aço com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção, tal como, por exemplo, nitrogênio. Para esse fim, o dispositivo apresenta, em uma forma de realização vantajosa, um ou vários bocais de atomização. Através do sopro com o fluido gasoso misturado com água, a dissipação de calor da ou das terceiras áreas aumenta.

[0028] Em uma outra forma de realização, a terceira, respectivamente, as terceiras áreas são resfriadas através da condução de calor e resfriamento por contato, por exemplo, através do contato com um êmbolo ou vários êmbolos, o qual, respectivamente, que apresenta ou apresentam uma temperatura mais baixa que o componente de aço. Para esse fim, o êmbolo pode ser produzido a partir de um material que seja bom condutor térmico e/ou ser temperado direta ou indiretamente. Também é concebível uma combinação dos tipos de resfriamento.

[0029] Com o método de acordo com a invenção e com o dispositivo para o tratamento térmico de acordo com a invenção, é possível gravar componentes de aço com respectivamente uma ou várias primeiras, segundas e/ou terceiras áreas, que também podem ser moldadas de forma complexa, economicamente um correspondente perfil de temperatura, visto que as diferentes áreas com contornos nítidos podem ser levadas de forma muito rápida para as temperatura de processamento necessárias.

[0030] De acordo com a invenção, com o método mostrado e com o dispositivo para o tratamento térmico de acordo com a invenção, é possível, quase que arbitrariamente, ajustar muitas das três diferentes áreas, sendo que várias diferentes terceiras áreas entre si podem alcançar, além disso ainda, caso necessário, vários valores de resistência.

[0031] A geometria selecionada das áreas parciais também pode ser livremente selecionada. Áreas em forma de ponto ou linha, também podem ser produzidas do mesmo modo, tal como, por exemplo, áreas de grande superfície. A posição da área também é irrelevante. As áreas individuais podem ser completamente circundadas por outras áreas ou se localizar na borda do componente de aço. Mesmo um tratamento completo da superfície é concebível. Uma orientação particular do componente de aço para a direção contínua não é necessária para a finalidade do método de acordo com a invenção para o tratamento térmico de um componente de aço direcionado especificamente para zonas individuais do componente. Uma limitação do número dos componentes de aço tratados simultaneamente é dada no máximo pela ferramenta para o endurecimento sob pressão ou pela tecnologia de manejo de materiais de todo o dispositivo para o tratamento térmico. A aplicaçãodo método em componentes de aço já pré-moldados é possível do mesmo modo. Através das superfícies moldadas tridimensionalmente dos componentes de aço já pré-moldados, resulta meramente um maior dispêndio construtivo para representar as superfícies contrárias.

[0032] Além disso é vantajoso, que sistemas de tratamento térmico já presentes possam ser adaptados ao método de acordo com a invenção. Para esse fim, em um dispositivo para o tratamento térmico convencional com apenas um forno atrás desse, deve ser instalada apenas a estação de tratamento e o segundo forno. Dependendo do projeto do presente forno, também é possível dividir o mesmo, de modo que a partir do um forno original resultem o primeiro e o segundo forno.

[0033] Outras vantagens, particularidades e desenvolvimentos convenientes da invenção, resultam das reivindicações dependentes e da seguinte representação de exemplos de realização preferidos, com base nos desenhos.

[0034] A partir dos desenhos é mostrado: Figura 1, uma curva de temperatura típica no tratatamento térmico de um componente de aço com uma primeira, segunda e uma terceira área Figura 2, um dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático Figura 3, um outro dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático Figura 4, um outro dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático Figura 5, um outro dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático Figura 6, um outro dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático Figura 7, um outro dispositivo térmico para o tratamento térmico de acordo com a invenção em uma vista de cima como desenho esquemático.

[0035] Na Figura 1 é mostrada uma curva de temperatura típica no tratamento térmico de um componente de aço 200 com uma primeira área 210, uma segunda área 220 e uma terceira área 230 de acordo com o método inventivo. As respectivas áreas podem estar presentes várias vezes, isto é, podem estar presentes várias primeiras áreas 210, várias segundas áreas 220 e várias terceiras áreas 230, sendo possíveis combinações arbitrárias dos números de áreas. O componente de aço 200 é aquecido no primeiro forno 110 de acordo com o curso de temperatura £200,110 mostrado esquematicamente, durante o tempo de permanência t110, a uma temperatura abaixo da temperatura AC3. Em seguida, o componente de aço 200 é transferido com um tempo de transferência t121 para a estação de tratamento 150. Neste caso, o componente de aço perde calor. Na estação de tratamento, uma primeira área 210 e uma terceira área 230 do componente de aço 200 é aquecida rapidamente por meio de radiação laser acima da temperatura de austenitização AC3, sendo que a segunda área 220 de acordo com o decurso £220,151 mostrado, respectivamente £220,152 perde em calor. Isso ocorre dentro de poucos segundos. Imediatamente em seguida, a terceira área 230 de acordo com o decurso de tempo £220,152 mostrado, é resfriada rapidamente à temperatura de interrupção do resfriamento £s desejada. Neste caso, a temperatura de interrupção do resfriamento £s entre as superfícies parciais individuais das terceiras áreas 230 pode ser diferente, desde que dentro de um componente sejam desejadas propriedades materiais variáveis das terceiras áreas 230. O resfriamento rápido das terceiras áreas 230 pode ocorrer, por exemplo, soprando com um fluido gasoso.

[0036] O sopro termina depois da expiração do tempo de resfriamento t152 que, dependendo da espessura do componente de aço 200, perfaz apenas alguns poucos segundos. A terceira área 230 alcançou, então, a temperatura de interrupção do resfriamento £s. Ao mesmo tempo, também a temperatura da primeira área 210 e também da segunda área 220 na estação de tratamento 150 diminuiu de acordo com o decurso de temperatura £210,152, respectivamente, £220,151, £220,152 mostrado.

[0037] Após a expiração do tempo de permanência t150 na estação de tratamento 150, o componente de aço 200 é transferido para o segundo forno 130 durante o tempo de transferência t122. No segundo forno 130 a temperatura da primeira área 210 do componente de aço 200 muda de acordo com o decurso de temperatura £210,130 mostrado esquematicamente durante o tempo de permanência t130. Também a temperatura da segunda área 220 do componente de aço 200 comporta-se de acordo com o decurso de temperatura £220,130 mostrado durante o tempo de permanência t130, sendo que essas não alcançam a temperatura AC3. A temperatura da terceira área 230 do componente de aço 200 também se comporta de acordo com o decurso de temperatura £230,130 mostrado durante o tempo de permanência t130, sem alcançar a temperatura AC3.

[0038] O segundo forno 130 não dispõe de quaisquer dispositivos especiais para o diferente tratamento das várias áreas 210, 220, 230. Meramente é ajustada uma temperatura do forno £4, isto é, uma temperatura £4 essencialmente homogênea em todo o espaço interno do segundo forno 130, que se situa abaixo da temperatura de austenitização AC3.

[0039] Em seguida, o componente de aço durante um tempo de transferência t140 pode ser transferido para uma ferramenta para o endurecimento sob pressão 160, que é enbutida em uma prensa não mostrada.

[0040] Entre as áreas 210, 220, 230 podem ser realizadas delimitações de contorno claro e pela pequena diferença de temperatura o atraso do componente de aço 200 é minimizado. Pequenas expansões no nível de temperatura do componente de aço 200 têm um efeito vantajoso no processamento posterior na ferramenta para o endurecimento sob pressão 160. O tempo de permanência t130 necessário do componente de aço 200 no segundo forno 130 pode ser realizado em função do comprimento do componente de aço 200 através do ajuste da velocidade de transporte e do dimensionamento do comprimento do segundo forno 130. Uma influência do tempo de ciclo do dispositivo para o tratamento térmico 100 é, assim, minimizada, essa pode ser até mesmo completamente impedida.

[0041] A Figura 2 mostra um dispositivo para o tratamento térmico 100 de acordo com a invenção na disposição a 90o. O dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carregamento 101, através da qual os componentes de aço são introduzidos no primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e na direção do fluxo principal D, disposto atrás desse, o segundo forno 130. Ademais, na direção do fluxo principal D, disposto atrás desse, encontra-se uma estação de retirada 140, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). A direção do fluxo principal dobra, então, essencialmente em torno de 90o, a fim de deixar seguir uma ferramenta para o endurecimento sob pressão 160 para uma prensa (não mostrada), em que o componente de aço 200 é endurecido sob pressão. Na direção do eixo do primeiro forno 110 e do segundo forno 130 está disposto um recipiente 161, no qual podem ser transportadas as peças rejeitadas. O primeiro forno 110 e o segundo forno 130 são executados nessa disposição preferivelmente como fornos contínuos, por exemplo, fornos de rolos.

[0042] A Figura 3 mostra um dispositivo para o tratamento térmico 100 de acordo com a invenção na disposição em linha reta. O dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carregamento 101, através da qual os componentes de aço são introduzidos no primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e na direção do fluxo principal D, disposto atrás desse, o segundo forno 130. Ademais, na direção do fluxo principal D, disposto atrás desse, encontra-se uma estação de retirada 140, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). Ademais, na direção do fluxo principal, agora, continuando em linha reta, segue uma ferramenta para o endurecimento sob pressão 160 em uma prensa (não mostrada), na qual o componente de aço 200 é endurecido sob pressão. Essencialmente em um ângulo de 90o em relação à estação de retirada 131, está disposto um recipiente 161, no qual podem ser transportadas as peças de rejeito. O primeiro forno 110 e o segundo forno 130 são executados nessa disposição do mesmo modo preferivelmente como fornos contínuos, por exemplo, fornos de rolos.

[0043] A Figura 4 mostra uma outra variante de um dispositivo para o tratamento térmico 100 de acordo com a invenção. O dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta de novo uma estação de carregamento 101, através da qual os componentes de aço são introduzidos no primeiro forno 110. O primeiro forno 110, nessa forma de realização, é formado de novo preferivelmente como forno contínuo. Além disso, o dispositivo para o tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 que, nesta forma de realização, é combinada com uma estão de retirada 131. A estação de retirada 140 pode dispor, por exemplo, de um dispositivo de preensão (não mostrado). Na estação de retirada 140, por exemplo, por meio do dispositivo de preensão, os componentes de aço 200 são retirados do primeiro forno 110. O tratamento térmico da segunda, respectivamente, das segundas áreas 220 e/ou da terceira, respectivamente, das terceiras áreas 230 é realizado e o componente de aço, respectivamente, os componentes de aço 200 são embutidos em um segundo forno 130 disposto essencialmente em torno de um ângulo de 90o em relação ao eixo do primeiro forno 110. Esse segundo forno 130, nesta forma de realização, é previsto preferivelmente como forno de câmara, por exemplo, com várias câmaras. Depois do decurso do tempo de permanência t130 dos componentes de aço 200 no segundo forno 130, os componentes de aço 200 são retirados do segundo forno 130 através da estação de retirada 140 e embutidos em uma ferramenta para o endurecimento sob pressão 160 oposta, instalada em uma prensa (não mostrada). Para esse fim, a estação de retirada 140 pode dispor de uma instalação de posicionamento (não mostrada). Na direção do eixo do primeiro forno 110, na direção do fluxo principal D, atrás da estação de retirada 140, está disposto um recipiente 161, no qual podem ser transportadas as peças de rejeito. A direção do fluxo principal D descreve, nesta forma de realização, um redirecionamento de essencialmente 90o. Nesta forma de realização, não é necessário um segundo sistema de posicionamento para a estação de tratamento 150. Além disso, nesta forma de realização é vantajoso, se na direção do eixo do primeiro forno 110 não esteja disponível lugar suficiente, por exemplo, em um pátio de produção. O tratamento térmico da primeira, respectivamente, das primeiras áreas 210 e da, respectivamente, das terceiras áreas 230 do componente de aço 200 pode ocorrer, nesta forma de realização, também entre a estação de retirada 140 e o segundo forno 130, de modo que este não necessita de qualquer estação de tratamento 150 fixa. Por exemplo, a estação de tratamento 150 pode ser integrada ao dispositivo de preensão. A estação de retirada 140 providencia a transferência do componente de aço 200 do primeiro forno 110 para o segundo forno 130 e para a ferramenta para o endurecimento sob pressão 160, respectivamente, para o recipiente 161.

[0044] Também nesta forma de realização, a posição da ferramenta para o endurecimento sob pressão 160 e do recipiente 161 pode ser trocada, tal como pode ser visto na Figura 5. A direção do fluxo principal D descreve, nesta forma de realização, dois redirecionamentos de essencialmente 90o.

[0045] Se o lugar para a montagem do dispositivo de tratamento térmico for limitado, o adequado seria um dispositivo de tratamento térmico de acordo com a Figura 6: em comparação com a forma de realização mostrada na Figura 4, o segundo forno 130 é deslocado para um segundo nível acima do primeiro forno 110. Também nesta forma de realização, o tratamento da, respectivamente, das primeiras áreas 210 e da, respectivamente, das terceiras áreas 230 do componente de aço 200 podo ocorrer, do mesmo modo, entre a estação de retirada 140 e o segundo forno 130, de modo que este não requer qualquer estação de tratamento 150 fixa. De novo é vantajoso executar o primeiro forno 110 como forno contínuo e o segundo forno 130 como forno de câmara, eventualmente com várias câmaras.

[0046] Na Figura 7, finalmente, é mostrada esquematicamente uma última forma de realização do dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção. Em comparação com a forma de realização mostrada na Figura 6, as posições da ferramenta para o endurecimento sob pressão 160 e recipiente 161 são trocadas.

[0047] As formas de realização aqui mostradas representam apenas exemplos para a presente invenção e, por conseguinte, não podem ser entendidos como restritivos. Formas de realização alternativas consideradas pelo especialista são abrangidas, do mesmo modo, pelo âmbito da presente invenção. Lista de referências: 100 dispositivo para o tratamento térmico 101 estação de carregamento 110 primeiro forno 130 segundo forno 140 estação de retirada 150 estação de tratamento 151 laser de alta potência 152 instalação de resfriamento 160 ferramenta para o endurecimento sob pressão 161 recipiente 200 componente de aço 210 primeira área 220 segunda área 230 terceira área D direção do fluxo principal t110 tempo de permanência no primeiro forno t121 tempo de transferência do componente de aço para a estação de tratamento t122 tempo de transferência do componente de aço para o segundo forno t130 tempo de permanência no segundo forno t140 tempo de transferência do componente de aço para a ferramenta para o endurecimento sob pressão t150 tempo de permanência na estação de tratamento t151 tempo de aquecimento na estação de tratamento t152 tempo de resfriamento na estação de tratamento t160 tempo de permanência na ferramenta para o endurecimento sob pressão ϑ5 temperatura de interrupção do resfriamento ϑ4 temperatura interna do primeiro forno ϑ4 temperatura interna do segundo forno ϑ200,110 decurso de temperatura do componente de aço no primeiro forno ϑ210,151 decurso de temperatura da primeira área do componente de aço na estação de tratamento durante o aquecimento ϑ220,151 decurso de temperatura da segunda área do componente de aço na estação de tratamento ϑ220,152 decurso de temperatura da segunda área do componente de aço na estação de tratamento ϑ230,152 decurso de temperatura da terceira área do componente de aço na estação de tratamento durante o resfriamento ϑ210,130 decurso de temperatura da primeira área do componente de aço no segundo forno ϑ220,130 decurso de temperatura da segunda área do componente de aço no segundo forno ϑ230,130 decurso de temperatura da terceira área do componente de aço no segundo forno ϑ200,160 decurso de temperatura do componente de aço na ferramenta para o endurecimento sob pressão

Claims (17)

1. Método para o tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço (200) caracterizado pelo fato de que compreende formar uma estrutura principalmente austenítica em uma ou em várias primeiras áreas (210) do componente de aço (200), sendo que de cuja estrutura austenítica uma estrutura predominantemente martensítica é produzida por meio de têmpera, formar uma estrutura predominantemente ferrítica- perlítica em uma ou várias segundas áreas (220), formar uma estrutura principalmente bainítica em uma ou mais terceiras áreas (230) do componente de aço (200), aquecer o componente de aço (200) em um primeiro forno (110) a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, transferir o componente de aço (200) para uma estação de tratamento (150), resfriar o dito componente durante a transferência, aquecer a uma ou as várias primeiras áreas (210) e a uma ou as várias terceiras áreas (230) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150) a uma temperatura que está acima da temperatura AC3 dentro de um tempo de permanência t151, resfriar a terceira área ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) até a temperatura de interrupção do resfriamento θs e transferir o componente de aço (200) para um segundo forno (130) no qual o componente de aço (200) permanece a uma temperatura abaixo da temperatura de austenitização até que se tenha formado uma estrutura suficientemente bainítica na terceira área ou nas terceiras áreas (230).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fornecimento de calor no segundo forno (130) é obtido através de radiação de calor.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a uma ou as várias primeiras áreas (210) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150), dentro de um tempo de permanência t151, são levadas para uma temperatura acima da temperatura de austenitização com auxílio de um laser de alta potência.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150), dentro de um tempo de permanência t151, são levadas para uma temperatura acima da temperatura de austenitização com auxílio de um laser de alta potência.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150), dentro de um tempo de permanência t152, são sopradas com um fluido gasoso para resfriar.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o fluido gasoso é água.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) na estação de tratamento (150), dentro de um tempo de permanência t152, são postas em contato com um êmbolo para resfriar, sendo que o êmbolo apresenta uma temperatura inferior a ou às terceiras áreas (230).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a temperatura interna -θ-. no segundo forno (130) é mais baixa do que a temperatura AC3.

9. Dispositivo para o tratamento térmico (100), que apresenta um primeiro forno (110) para o aquecimento de um componente de aço (200) a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o tratamento térmico (100) apresenta, além disso, uma estação de tratamento (150) e um segundo forno (130), sendo que a estação de tratamento (150) apresenta um dispositivo para o aquecimento rápido da primeira e terceiras áreas (210, 230), assim como um dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas (230) do componente de aço (200) e o segundo forno (130) apresenta uma instalação para a entrada de calor.

10. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas (230) do componente de aço (200) apresenta um bocal para soprar a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) com um fluido gasoso.

11. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas (230) do componente de aço (200) apresenta um bocal para soprar a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) com um fluido gasoso, ao qual se acrescenta água.

12. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para o resfriamento rápido de uma ou das várias terceiras áreas (230) do componente de aço (200) apresenta êmbolos para contactar a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200).

13. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o êmbolo para contactar a ou as terceiras áreas (230) do componente de aço (200) é executado de forma temperável.

14. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta uma instalação de posicionamento.

15. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que o segundo forno (130) é aquecido a uma temperatura essencialmente homogênea θ4.

16. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 15, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta refletores de calor.

17. Dispositivo para o tratamento térmico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 16, caracterizado pelo fato de que a estação de tratamento (150) apresenta paredes termicamente isoladas.

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