Procedimiento para fabricar un fleje laminado en caliente de superficie descarbonizada.

Procedimiento para fabricar un fleje de acero con superficie descarburizada que está formado por un acerotratable térmicamente que contiene al menos un 0,

4 % en peso de carbono, que comprende las etapas de operaciónsiguientes:

- formar el fleje de acero a partir de acero tratable térmicamente,

- calentar el fleje de acero, que se enrolla para dar lugar a un rollo abierto, hasta una temperatura derecocido de descarburización, que puede ser de hasta 20 ºC por debajo de la temperatura Ac1 delrespectivo acero tratable térmicamente y que no es mayor que la temperatura Ac3 del respectivo acerotratable térmicamente,

- recocer el fleje de acero, en el rollo abierto, en una atmósfera de descarburización durante un tiempo derecocido de descarburización de al menos 90 minutos, fluyendo el gas de descarburización que forma laatmósfera de descarburización a través de los huecos que existen entre las capas del rollo abierto,

- enfriar de forma acelerada el fleje de acero, en donde el enfriamiento acelerado se lleva a cabo en unaatmósfera de gas protector,

de modo que la profundidad de descarburización, medida a partir de la respectiva superficie del fleje de acero, estálimitada a un intervalo que es, en cada caso, menor de un cuarto del espesor del fleje de acero.

Procedimiento para fabricar un fleje laminado en caliente de superficie descarbonizada La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un fleje laminado en caliente de superficie descarburizada que está formado por un acero tratable térmicamente que contiene al menos un 0, 4 % en peso de carbono. El fleje laminado en caliente producido a partir de aceros de este tipo es de elevada dureza y por tanto es particularmente apropiado para la fabricación de artículos que se someten a cargas elevadas pero localmente limitadas durante el uso. Este es el caso, por ejemplo, de las cuchillas de perforación y las herramientas de corte comparables en las que, durante el uso práctico, tanto el borde cortante como también el cuerpo de la cuchilla que transporta el borde cortante tienen que soportar fuerzas elevadas durante el procedimiento de corte.

Las ventajas de usar aceros tratables térmicamente que tienen contenidos de carbono comparativamente elevados están compensadas por la desventaja de que, debido a su elevada dureza, únicamente con dificultad comparada esos aceros de este tipo se pueden someter a procedimientos de conformación. Esto significa que, por ejemplo, cuando se someten chapas finas de acero tratable térmicamente de elevada dureza a un procedimiento de conformación, tiene lugar la formación de fisuras en la superficie de las chapas y estas fisuras pueden posteriormente ser el punto de partida de fracturas en el componente producido a partir de una chapa dada.

Básicamente, se sabe que se puede mejorar la aptitud de conformación de los aceros por medio de recocido de descarburización. De este modo, los aceros destinados a trefilado intenso que se producen a partir de aceros blandos están sometidos a recocido de descarburización. El objetivo en este caso es reducir el contenido de carbono de la manera más uniforme posible a lo largo de todo el corte transversal de la chapa o placa con el fin de garantizar que su comportamiento, cuando se conforma, sea lo más uniforme posible.

El documento GB 1.189.464 describe un ejemplo de recocido de descarburización de un fleje laminado en frío destinado a un procesado por trefilado intenso que está formado por un acero que tiene bajo contenido de carbono que son normalmente de manera apreciable menor de un 0, 03 % en peso. En este procedimiento conocido, se lamina en caliente un fleje laminado en caliente a partir de una plancha a una temperatura final de laminado de 850950 ºC. El fleje laminado en caliente obtenido se enrolla posteriormente a una temperatura de enrollado de 600 ºC y posteriormente se enrolla en frío hasta el espesor final deseado.

Tras el laminado en frío, se enrolla el fleje laminado en frío para dar lugar a un "rollo abierto" por medio del procedimiento conocido y se somete a recocido de descarburización en forma de rollo abierto. Un rollo abierto de este tipo está enrollado de manera suficientemente suelta como para que las capas individuales del rollo que lo forman estén separadas unas de otras por espacios. De este modo, el gas reactivo puede fluir a través de los huecos presentes entre las capas individuales del rollo, lo que significa que en el caso de guiar un flujo de gas de manera apropiada, se permite que el gas recorra toda la superficie del rollo de igual forma.

Para conseguir el grado de descarburización que se requiere en el documento GB 1.189.464, se requieren tiempos de recocido prolongados. De esta forma, en primer lugar se tiene que calentar un acero que contiene un 0, 04 % en peso de carbono, de acuerdo con el documento GB 1.189.464, durante 8 a 12 horas hasta la temperatura de recocido de descarburización necesaria en una atmósfera sustancialmente seca. Posteriormente, se alimenta vapor de agua al interior de la atmósfera del horno en una relación de 200:1 para fijar el procedimiento de descarburización en marcha. Posteriormente, se continúa el recocido de descarburización durante otras 10 horas en atmósfera reductora que ha sido formada de este modo hasta lograr la reducción deseada del contenido de carbono.

Otro posible modo de recocido de descarburización del fleje laminado en frío pretendido para los fines de trefilado intenso que contiene de un 0, 03-0, 06 % en peso de carbono se describe en el documento DE-OS 2 105 218. En este procedimiento, se hace pasar el fleje laminado en frío, por medio de un procedimiento continuo, a través de un horno en el que se mantiene una atmósfera reductora a una temperatura de recocido que es menor de 780 ºC. Se fija el tiempo de paso del fleje a través del horno de recocido de tal manera que cuando sale del horno de recocido el contenido de carbono sea menor de un 0, 01 % en peso.

Además de la técnica descrita anteriormente, el documento JP 06 158157 A divulga un procedimiento para fabricar un fleje de acero, en el que se produce un fleje de acero laminado en frío a partir de un acero que tiene un contenido de C de un 0, 3 a un 2 % en peso, enrollándose el fleje de acero en un rollo abierto tras el laminado en frío. Se somete el rollo abierto a un tratamiento de recocido, en el que se calienta hasta una temperatura de recocido que varía entre la temperatura-A1 que es el límite superior de temperatura y un límite inferior de temperatura, situándose en 120 ºC por debajo de la temperatura A1. A esta temperatura de recocido se expone el fleje de acero a una atmósfera de descarburización durante 1-15 horas. Este tipo de descarburización se lleva a cabo para igualar la profundidad de descarburización que se alcanza a través del recocido por descarburización y para garantizar una conexión apropiada entre la capa descarburizada y los carburos globulares de la región de núcleo de la chapa de acero, que no están descarburizados.

Frente a este antecedente, la invención está basada en el objetivo de proporcionar un procedimiento que permita fabricar un fleje de acero en el que se combinen una elevada dureza por una parte y buena aptitud de deformación por otra, de manera óptima.

Este objetivo se logra de acuerdo con la invención por medio del procedimiento que se especifica en la reivindicación 1. Realizaciones ventajosas de este procedimiento se especifican en las reivindicaciones que se refieren a la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, en primer lugar se produce un fleje de acero de forma conocida a partir de un acero tratable térmicamente que contiene al menos un 0, 4 % en peso de carbono. Este fleje de acero puede ser un fleje laminado en frío o un fleje laminado en caliente, siendo el procedimiento de acuerdo con la invención particularmente apropiado para tratar un fleje laminado en caliente que se ha de procesar a un espesor dado que está por encima del espesor del fleje laminado en frío.

De acuerdo con la invención, se enrolla el fleje de acero en un rollo abierto y, en forma de rollo abierto, se calienta durante un período de tiempo de duración apropiada hasta una temperatura de recocido de descarburización. Esta temperatura puede ser de hasta 20 ºC, y en particular de hasta 10 ºC, por debajo de la temperatura de Ac1 del acero tratable térmicamente concreto y puede no superar la temperatura Ac3 del acero tratable térmicamente concreto.

El recocido de descarburización del fleje de acero en el rollo abierto tiene lugar posteriormente en una atmósfera de descarburización durante un tiempo de recocido de descarburización de al menos 90 minutos. Durante el tiempo de recocido de descarburización, el gas de descarburización que forma la atmósfera de descarburización fluye a través de los huecos que están presentes entre las capas del rollo abierto.

La ventaja del recocido de descarburización de acuerdo con la invención para un fleje de acero enrollado en rollo abierto es el hecho de que, de este modo, se puede conseguir una distribución de temperatura uniforme por toda la longitud y anchura del fleje de acero que se está procesando en un caso concreto ahorrando tiempo. Las condiciones de recocido están seleccionadas de este modo en este caso de acuerdo con la invención de forma que esté presente un estado microestructural distribuido uniformemente por todo el fleje. De este modo, el intervalo de temperatura de recocido establecido de acuerdo con la invención garantiza que, en el fleje que se procesa en un caso concreto, están presentes cantidades apropiadas de ferrita que permiten que el carbono difunda a una velocidad rápida. Esta difusión tiene lugar hasta unos cientos de veces más rápido en ferrita que en austenita.

Para obtener tiempos de recocido que sean los más cortos posibles, preferentemente se ajusta la temperatura de recocido de descarburización, de acuerdo con la invención, dentro de un intervalo que es 10-20 ºC más bajo que la temperatura Ac1. De... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar un fleje de acero con superficie descarburizada que está formado por un acero tratable térmicamente que contiene al menos un 0, 4 % en peso de carbono, que comprende las etapas de operación siguientes:

- formar el fleje de acero a partir de acero tratable térmicamente,

- calentar el fleje de acero, que se enrolla para dar lugar a un rollo abierto, hasta una temperatura de recocido de descarburización, que puede ser de hasta 20 ºC por debajo de la temperatura Ac1 del respectivo acero tratable térmicamente y que no es mayor que la temperatura Ac3 del respectivo acero tratable térmicamente,

- recocer el fleje de acero, en el rollo abierto, en una atmósfera de descarburización durante un tiempo de recocido de descarburización de al menos 90 minutos, fluyendo el gas de descarburización que forma la atmósfera de descarburización a través de los huecos que existen entre las capas del rollo abierto,

- enfriar de forma acelerada el fleje de acero, en donde el enfriamiento acelerado se lleva a cabo en una atmósfera de gas protector,

de modo que la profundidad de descarburización, medida a partir de la respectiva superficie del fleje de acero, está limitada a un intervalo que es, en cada caso, menor de un cuarto del espesor del fleje de acero.

2. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la profundidad de descarburización es d.

3. 120 μm.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tiempo de recocido de descarburización es como máximo de 120 minutos.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la atmósfera de descarburización contiene u.

8. 97 % en volumen de nitrógeno y un 3-15 % en volumen de hidrógeno.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se calienta el fleje de acero, en el rollo abierto, hasta la temperatura de recocido de descarburización en una atmósfera de gas protector antes de exponerlo a la atmósfera de descarburización durante el tiempo de recocido de descarburización.

6. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado por que la atmósfera de gas protector que se mantiene durante el calentamiento contiene u.

8. 97 % en volumen de nitrógeno y un 3-15 % en volumen de hidrógeno y por que, una vez que se ha alcanzado la temperatura de recocido de descarburización, se alimenta vapor de agua al interior de la atmósfera del gas protector para producir la atmósfera de descarburización.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que, durante el tiempo de recocido de descarburización, se mantiene el punto de rocío de la atmósfera de descarburización dentro del intervalo d.

2. 28 ºC regulando la proporción de vapor de agua que contiene.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicación anteriores, caracterizado por que se somete a decapado el fleje de acero antes del enrollado para dar lugar a un rollo abierto.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que se somete el fleje de acero a laminado de endurecimiento superficial tras el decapado y antes del enrollado para dar lugar a un rollo abierto.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicación anteriores, caracterizado por que el calentamiento y el recocido de descarburización del rollo abierto se llevan a cabo en un horno de recocido de campana.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicación anteriores, caracterizado por que, la temperatura de recocido de descarburización es d.

68. 780 ºC.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicación 1 a 10, caracterizado por que la temperatura de descarburización es 10-20 ºC menor que la temperatura Ac1.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicación anteriores, caracterizado por que la composición del acero tratable térmicamente es la siguiente (en % en peso) :

C: 0, 4-1, 0 %

Si: 0, 1-0, 5 %

Mn: 0, 3-1, 2 %

P: < 0, 02%

S: < 0, 008 %

Al: 0, 01-0, 05 % Cr: 0, 1-0, 5 % Ni: 0, 1-0, 4 % Mo: ≤ 0, 1%

Resto: hierro e impurezas inevitables.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se completan las siguientes etapas de operación durante el transcurso de la preparación del fleje de acero:

- fundir el acero tratable térmicamente,

- colar el acero tratable térmicamente para dar lugar a un material de partida tal como una plancha o plancha fina,

- laminar en caliente el material de partida para dar lugar a un fleje de acero a una temperatura final de laminado d.

85. 900 ºC,

- enrollar el fleje de acero a una temperatura de enrollado que es d.

60. 620 ºC. 10

%C

0, 5 0, 4 0, 3 0, 2 0, 1 0, 0