Químico Metalúrgico

CONTROL Y DESARROLLO
DEL ENFRIAMIENTO DE LAS FLECHAS
TRACTOR A LA SALIDA DE LA FORJA


ANTECEDENTES: Dentro de los procesos que tiene la planta se encuentra la de asegurar tamaño de grano y eliminación de esfuerzos residuales en la parte forjada llamada FLECHA que es un producto que por especificación no requiere de proceso de tratamiento térmico, pero que por los procesos siguientes enla casa del cliente que es un temple por inducción en una bobina single-shot, se requiere que la pieza no presente tamaño de grano mayor a 4 y que esté libre de esfuerzos. La recomendación del cliente es el tratamiento térmico de las piezas posterior al proceso de forjado, pero un tratamiento térmico de normalizado ocasiona un pandeamiento de la pieza lo que ocasionaba que el run-out saliera deespecificación por lo que se diseñó un proceso de baja temperatura que diera los resultados esperados en el material. No existen especificaciones para el material en cuanto a microestructura, tamaño de grano y dureza, por tal motivo mientras se mantengan las condiciones de tamaño de grano pequeño y liberación de esfuerzos es factible la modificación del proceso para lograr los resultados.Información del proceso: Actualmente la forja estas piezas seguidas de un proceso de tratamiento térmico de normalizado a baja temperatura (1400 °F ± 50 °F) a un tiempo de ciclo de 5 minutos en el horno y un enfriamiento al aire, esto buscando garantizar que la microestructura del material (Ferrita + Perlita) regenerada obtenida, sea homogénea en toda la sección de la pieza, presentando un tamaño degrano fino (10 ASTM) esto acompañado con una dureza de 4.4 a 4.8 mm de ø.

Problema: Por los volúmenes de producción requeridos por el cliente y la capacidad instalada de la planta forjas Spicer para dar tratamiento térmico de normalizado a los demás productos de su mercado, se convierte en un inconveniente importante el hecho de no poder cumplir con las expectativas de nuestros clientes ensus volúmenes de producción. Por lo tanto durante el desarrollo de este proyecto se buscará la posibilidad de omitir esta operación con el proceso de ausforja, que no es más que un Benchmarking, del control que se aplica a los yugos microaleados. A demás de que se considera la posibilidad de optimizar el recurso humano, el consumo de energéticos, tiempos de entrega a clientes ofreciendo la mismacalidad del producto, incrementando la productividad del proceso de forjado de esta pieza. La ruta actual que sigue el material durante su manufactura actual es:











Objetivo: Se hace necesario desarrollar un proceso el cual permita omitir el tratamiento térmico en la ruta que sigue el material durante su manufactura y que cumpla con las especificaciones requeridas por elcliente. Ya en ocasiones anteriores la compañia ha desarrollado un proceso de ausforja aplicado satisfactoriamente a otros números de parte. Quedando entonces la ruta que seguiría la flecha tractor durante su proceso de manufactura de la siguiente manera:








Las características que se deben controlar en este proceso son:

a) Microestructura.
b) Tamaño de grano.
c) Dureza.

Estascaracterísticas en el material son proporcionadas por:

a) La temperatura de forjado.
b) Tiempo de permanencia dentro del dispositivo de control de enfriamiento.
c) Temperatura de salida del material.

A continuación se presenta un esquema de la forma física de la pieza y de cómo afecta el calor de forja las secciones de la misma (Fig. 1).DESARROLLO EXPERIMENTAL


Se seleccionó la primera pieza para controlar su enfriamiento inmersa en vermiculita. El primer parámetro que se midió fue la temperatura de salida de forja, tomando como referencia de ésta la de la pieza anterior y de la pieza posterior a la que se le controlo el enfriamiento y se procedió a marcar las piezas como:

1A: Esta pieza fue...