tratamiento térmico dentro de la empresa

Ests pensando en considerar tu tratamiento trmico dentro de la empresa?Podras ahorrarte tiempo y hacerte ms competitivo pero existen muchos factores a considerar en primer lugar.

Existen dos mtodos probados que, segn el caso, a veces se utilizan para endurecer los engranajes de la transmi-sin: endurecimiento de induccin y de carburacin por lotes.

Pocos en la industria van a negar que los tratamientos de piezas individuales proporcionan el control de la fabrica-cin final, pero es tal vez la manera menos efectiva al tra-tar de mejorar la eficiencia energtica.

Actualmente, los centros de maquinados y los sistemas de inspeccin a micro nivel proporcionan un control de proceso extremadamente preciso, creando la forma de un engranaje de manera perfecta. No sera genial si el engra-naje se fuera directamente a la transmisin a partir de ah?

La induccin es el proceso de utilizar fuerzas electromag-nticas indirectas como la histresis y corrientes turbulen-tas para calentar nicamente los dientes de los engranajes y la raz, no el ncleo del material, y templndolo en agua o en un polmero.

Por lo general, se lleva a cabo mientras el engranaje est girando, para igualar la transferencia de energa. Pues-to que la superficie de carbono de un engranaje no est aumentando con la induccin, como lo hara con la car-buracin, el contenido de carbono de todo el engranaje, incluso el ncleo no endurecido, debe contener suficiente carbono, al menos 0.7% para crear un valor de dureza de 60 Rockwell C con el 90% de martensita.

Adems del elevado costo del material, el acero alto car-bono es ms problemtico para el mecanizado, y puede requerir el tratamiento trmico antes de abordar la distri-bucin homognea de carbono en forma de materia pri-ma.

Para aquellos que piensan que la induccin es ms eficien-te que la carburacin, hay que considerar como se mani-pula la energa elctrica desde la utilidad de 480 voltios al engranaje. La electricidad fluye a travs de transformado-res, convertidores de frecuencia, condensadores, diodos o rectificadores, y, finalmente, a travs de la bobina de in-duccin y al engranaje. Y la bobina debe ser precisamente diseada para que coincida con la parte que se est calen-tando; se emplea una diferente bobina en cada mdulo de engranaje diferente. Atencin, esto ocurre a slo una parte a la vez.

El costo de electricidad antes de la utilidad a la aplicacin es generalmente estimado en picos de volatje y el factor de potencia (FP), un trmino relativo a la eficiencia. Las cargas inductivas atenan el FP, reduciendo la eficiencia, mientras cargas resistivas como elementos de calefaccin tienen poca influencia negativa.

Compara este escenario a carburizar cientos de engrana-jes en un horno de empuje al mismo tiempo, con cada en-granaje recibiendo el mismo proceso, en la misma atms-

fera, en el mismo entorno. S todo el horno de carburizado se calienta, el costo del material para cada engranaje se reduce al mnimo.

Tomemos por ejemplo el costo de ope-racin de carburizar, enfriar con aceite, la-var y templar una carga neta de 2,500 Kg. de piones del eje trasero de un camin en un horno de temple intensivo 36x72x36:

Costos de utilidad:

Gas natural- $6 dlares por decatherm= 1.000 pies cbi-cos ft. (28.3 M3) = 1,000,000 BTU (1x109 Joule) Electricidad- $.07 dlares por KW (Un HP = .74 KW)

Ciclo:

Temperatura a 1700 F (926C)Carburizado a 1700 F (926C) durante 12 horas a una ECD de .060 (1.5 mm)Enfriar a 1550F (843C)Aceite de enfriamiento rpidoLavado a 180F (82C)Templado a 350F (182C)

Costo de operacin por lo anterior= $0.0182 dlares 1.82 centavos por libra y $5.64 por hora a una velocidad de produccin a travs de todo el proceso de tratamien-to trmico de $310 libras por hora x 7,466 horas al ao= $2,314, 460, libras por ao.

Para una mayor produccin, que a menudo es el caso para los automviles, aquellos componentes de la transmisin que requieren carburizado para un modelo de 8 velocida-des de transmisin automtica puede ser de $16, 646,000 libras por ao.

Esta produccin requerira de un horno de empuje de dos filas y con el mismo costo carburizando durante 6 horas a 1700F (926C), enfriando en aceite, lavando y templando, el costo sera de $0.0118 uno $1.18 centavos de dlar por libra.

Obviamente la comparacin no es totalmente justa, pero ilustra los extremos encontrados por el Ingeniero de Ma-nufactura o el comercializador de tratamientos trmicos.

Cuestiones que deben ser consideradas por los comercia-lizadores de tratamiento trmico: produccin requerida, equipo de tratamiento trmico, costo de capital, costo de

operacin e infraestructura, pas de la operacin, disponi-bilidad y fiabilidad, manejo de materiales y flujo de piezas, y cuestiones ambientales.

Un comercializador de tratamiento trmico se enfrenta a decisiones similares, pero tambin se enfrenta a su propia situacin de competencia, con otros que oferten el mismo servicio. Un comercializador de tratamiento trmico nun-ca considerara prestar un servicio a menos que ya tengan el equipo en la empresa, lo cual es una ventaja para ellos, ya que sabran el costo de operacin. Y sin los equipos existentes, sera necesario un compromiso a largo plazo de la OEE para justificar el costo y la depreciacin de un sistema hecho a la medida.

Esta es la razn por la que los hornos de templado intensi-vo son tan populares entre los tratadores trmicos comer-ciales, incluso para una gran produccin.

Ofrecen flexibilidad ilimitada inclusive despus de que el programa demanda original cumpla su plazo. Los hornos de empuje estn diseados para un volumen de produccin especfico con una variacin menor.

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