El tremp d'alta freqüència és un procés d'enduriment superficial que utilitza la inducció electromagnètica per escalfar la superfície de l'engranatge ràpidament fins a la seva temperatura crítica (normalment 800–950 °C), seguit d'un tremp immediat en aigua o oli. Això resulta en una capa endurida martensítica que millora significativament la duresa superficial i la resistència al desgast sense comprometre la tenacitat del nucli de l'engranatge. A mesura que les indústries exigeixen un rendiment més alt en aplicacions compactes i d'alt parell, els engranatges tremp d'alta freqüència s'han convertit en indispensables en l'automoció, la mineria, l'energia i els equips de precisió.

Beneficis bàsics del rendiment

1. Duresa superficial ultra alta i resistència al desgast
En escalfar ràpidament la superfície de la dent de l'engranatge i trempant-la, es forma una capa martensítica endurida amb una duresa de 55–62 HRC (que es veu habitualment en acer 40Cr o 42CrMo).

• La resistència al desgast millora en més d'un 50%

• El desgast superficial és només del 30–50% en comparació amb els engranatges convencionals sense tractament

• Ideal per a entorns d'alta fricció com ara caixes de canvis pesades i maquinària minera

2. Alta resistència a la fatiga
El procés de refredament indueix una tensió residual de compressió a la capa endurida, la qual cosa suprimeix la iniciació i el creixement d'esquerdes superficials.

• El límit de fatiga augmenta entre un 20 i un 30%

• Per exemple, els engranatges de l'eix principal dels aerogeneradors fets de 42CrMo poden assolir una vida útil de 20 anys.

3. Resistència del nucli mantinguda
Només la capa exterior està endurida (normalment de 0,2 a 5 mm), mentre que el nucli roman dúctil i resistent als impactes.

• Aquesta doble propietat garanteix tant la durabilitat de la superfície com la resistència a la fractura sota càrregues de xoc.

• Àmpliament utilitzat en engranatges d'eixos d'automoció i components carregats d'impacte

Avantatges del control de processos

1. Enduriment localitzat precís
El procés pot atacar dents individuals o regions específiques de la superfície de l'engranatge, cosa que el fa adequat per a perfils complexos com ara engranatges planetaris i formes no estàndard.

• La profunditat endurida és ajustable mitjançant freqüència, potència i temps

• Permet un tractament específic de l'aplicació amb una deformació mínima

2. Alta eficiència i estalvi energètic
Tot el procés només triga uns segons o desenes de segons, cosa que redueix el consum d'energia en un 30% en comparació amb els mètodes tradicionals.

• Compatible amb línies de producció automatitzades que utilitzen manipulació robòtica

• Molt adequat per a la fabricació a gran escala

3. Baixa deformació
L'escalfament localitzat i ràpid minimitza la distorsió tèrmica.

• La desviació de la rodonesa es pot controlar amb un marge de ≤0,01 mm per a engranatges de precisió (per exemple, engranatges de fus CNC)

• Mentre que el tremp làser ofereix encara menys deformació, el tremp d'alta freqüència és més rendible i ofereix una major flexibilitat de profunditat.

Eficiència de materials i costos

1. Àmplia compatibilitat de materials
Aplicable a acers de carboni mitjà i alt i acers d'aliatge amb un contingut de carboni ≥0,35%, com ara S45C, 40Cr i 42CrMo.

• Admet una àmplia gamma d'aplicacions d'engranatges industrials

2. Relació cost-rendiment superior
El tremp d'alta freqüència permet l'ús de materials més econòmics (per exemple, substituint el 40CrNiMoA), reduint els costos del material entre un 20 i un 30%.

• Es necessita menys mecanitzat posttractament

• Els cicles de producció més curts milloren l'eficiència general de la fabricació

Aplicacions típiques

Els engranatges trempats d'alta freqüència s'utilitzen àmpliament en múltiples indústries a causa de la seva excel·lent duresa superficial, resistència al desgast i resistència a la fatiga. Ensector de l'automoció, s'utilitzen en engranatges de transmissió fets d'acer 40Cr, capaços de durar fins a 150.000 quilòmetres, així com en cigonyals de motors d'alt rendiment. Per amaquinària pesada, aquests engranatges s'apliquen en eixos de trituradores mineres on la duresa superficial arriba a HRC 52 i la resistència a la fatiga per flexió supera els 450 MPa.

In equips de precisió, com ara les màquines-eina CNC, els engranatges del fus fets de 42CrMo poden funcionar durant més de 5.000 hores sense deformar-se. També són components clau en els eixos principals dels aerogeneradors, on la fiabilitat i la longevitat són crucials. En els camps detransport ferroviari i robòtica, el tremp d'alta freqüència s'utilitza per millorar els sistemes de caixes de canvis en trens d'alta velocitat i robots, així com per enfortir els sistemes de cargols de rodets planetaris

Perspectives de futur

Amb la seva combinació de superfície endurida i nucli resistent, els engranatges trempats d'alta freqüència són irreemplaçables en aplicacions d'alta càrrega, alta velocitat i alta precisió. Gràcies a la seva flexibilitat de procés, mínima distorsió i eficiència de costos, continua sent una solució preferida en els sectors de l'automoció, els equips energètics i la maquinària de precisió.

Els desenvolupaments futurs se centraran en:

• Integració de controls digitals per optimitzar encara més la precisió del procés

• Avançar en mètodes de processos curts i respectuosos amb el medi ambient per reduir el consum d'energia i les emissions