No campo da fabricação de materiais metálicos, o ferro puro, devido à sua excelente ductilidade e usinabilidade, tem sido amplamente utilizado em diversas áreas, como peças mecânicas e equipamentos eletrônicos. Especialmente em componentes de precisão, como peças metálicas de armadura de relés, as propriedades do material afetam diretamente a estabilidade operacional do produto. No entanto, o ferro puro tradicional geralmente apresenta desvantagens como baixa dureza, resistência ao impacto insuficiente e resistência ao desgaste insuficiente, o que limita bastante sua aplicação na fabricação-de alta qualidade. Embora o metal duro possa atender aos requisitos de dureza, ele também enfrenta muitos desafios devido à sua alta dificuldade e custo de processamento.
A chave para melhorar as propriedades mecânicas dos materiais metálicos reside no controle racional dos defeitos internos do cristal, como discordâncias e gêmeos. Durante a transformação de fase-de estado sólido, orientar a geração e distribuição de defeitos de cristal por meios científicos e tecnológicos pode modificar efetivamente os materiais. As técnicas tradicionais de fortalecimento têm muitas limitações: o resfriamento rápido e a têmpera são difíceis de alcançar um fortalecimento eficaz; a resistência martensítica é insuficiente quando aplicada a aços com baixo-carbono, enquanto a martensita com alto-carbono é propensa a fraturar e tem baixa tenacidade; métodos de grande deformação plástica não apenas têm dificuldade em controlar a microestrutura e a taxa de conversão de energia de apenas 1% -10%, mas também levam facilmente a problemas como acúmulo e saturação de defeitos de cristal, tornando o controle técnico extremamente difícil para a armadura no relé.
Comparado ao reforço de tensão externa aplicado artificialmente, o estresse interno gerado pela transformação de fase apresenta vantagens em termos de proteção ambiental e eficiência. Ele pode conseguir modificações eficientes de peças mecânicas simplesmente guiando-as por meios técnicos projetados com precisão. O processo de fabricação de alta{2}}dureza desenvolvido desta vez utiliza as características do ferro puro para a placa de ferro puro Relay Armature que "o volume diminui quando aquecido até a temperatura de transformação de fase e se recupera durante o processo de resfriamento com expansão de volume". Ao restringir de forma abrangente a expansão do volume durante o processo de resfriamento, a tensão interna da transformação de fase é completamente liberada dentro da rede cristalina, promovendo a geração de um grande número de defeitos cristalinos, conseguindo, em última análise, um salto na dureza. Os testes mostraram que a densidade de deslocamento do ferro puro reforçado pode atingir 10¹⁶-10¹⁷/m², o tamanho do nanowin é inferior a 20nm e a dureza pode atingir até HV863, que é muito maior que o nível de dureza do ferro não tratado (HV82-85).
Esse processo de fabricação de ferro puro de alta-dureza se concentra na fundição de precisão e no tratamento de alta-pressão e{2}}alta temperatura. O processo é padronizado e facilmente industrializado, podendo ser dividido em seis etapas principais.
O primeiro passo é a preparação do molde. Com base no desenho de montagem e nas tolerâncias dimensionais da peça a ser processada, e considerando os requisitos de fundição de precisão e pós{1}}processamento, um molde de areia-fundido de precisão é preparado após a compensação positiva. Simultaneamente, referindo-se a um coeficiente de contração linear de 0,0030–0,0035, as dimensões e tolerâncias do molde são modificadas para criar um molde de aço de pressão hexagonal que pode ser aberto.
A segunda etapa é a preparação aproximada da peça. Usando o processo de fundição de precisão e o molde de areia-fundido de precisão preparado, a peça áspera é vazada. Após a obtenção da peça rugosa, é realizado um simples tratamento superficial para remover rebarbas e outras impurezas geradas durante o processo de vazamento, garantindo uma superfície lisa.
A terceira etapa é o tratamento térmico. A peça áspera é colocada em um forno de tratamento térmico a 913 graus –920 graus e mantida por 3 a 60 minutos para atingir totalmente a temperatura de transformação de fase, criando condições para tratamento subseqüente de alta-pressão.
A quarta etapa é a pressurização-de alta pressão. O componente bruto, após ser aquecido, é rapidamente colocado em um molde de pressão articulado. Após o fechamento do molde, ele é posicionado dentro de uma prensa de seis{2}}faces, garantindo que o componente fique firmemente fixado e sujeito a tensões uniformes.
A quinta etapa é o controle dinâmico da pressão. Uma pressão inicial-de fechamento do molde de 1–3 GPa é selecionada. Um sensor de pressão coleta sinais de feedback positivo durante o processo de resfriamento e a pressão é ajustada em tempo real. Se aparecer um sinal de feedback negativo, a pressão é liberada após um atraso de 1 a 200 segundos e a operação é concluída após o resfriamento até a temperatura ambiente.
A sexta etapa é terminar. O componente bruto, depois de despressurizado, é removido, a camada superficial de óxido é limpa e é acabada e polida de acordo com as tolerâncias do desenho de montagem, obtendo-se, em última análise, um componente com acabamento de alta-dureza e alta{2}}precisão.
A ampla aplicação desta tecnologia resolve efetivamente os desafios duplos de baixa dureza no ferro puro tradicional e a dificuldade de usinagem de metal duro. O ferro puro para a própria armadura do terminal de relé é barato e fácil de usinar. Após ser fortalecida por essa tecnologia, sua dureza atinge ou se aproxima da dureza do metal duro comum, mantendo sua usinabilidade básica, reduzindo significativamente o custo de fabricação de componentes rígidos-de alta qualidade. Em termos de cenários de aplicação, os componentes de alta-dureza produzidos por esta tecnologia têm ampla aplicabilidade e podem ser fabricados em vários formatos, como cilindros, semi{5}}cilindros, esferas e estampagens de-placas finas. As estampagens-de placas finas podem ser usadas em placas de armadura de coletes à prova de balas, enquanto peças moldadas com precisão-podem ser aplicadas em componentes principais de relés, como a armadura de ferro puro para eletricista, melhorando a resistência ao impacto e a vida útil do relé.
Com o rápido desenvolvimento das-indústrias de manufatura de ponta, os requisitos de dureza, precisão e resistência ao desgaste dos terminais de placa de armadura de relé estão aumentando continuamente, especialmente nas áreas de relés, instrumentos de precisão e indústrias de defesa, onde a demanda do mercado por ferro de alta{1}}dureza está crescendo. Esse avanço na tecnologia de fabricação de alta-dureza não apenas abre uma nova rota de processo para o endurecimento de materiais de aço, mas também promove a atualização de aplicações de materiais, transformando materiais de usinagem comuns em materiais de componentes de{4}}precisão de alta qualidade.
Perguntas frequentes
Q1. Que material é comumente usado para armadura de ferro puro para relé EV?
O ferro puro DT4 e outros materiais de ferro magnético macio são comumente usados devido às suas excelentes propriedades magnéticas.
Q2. Por que a dureza é importante para a placa de armadura móvel para relé EV?
Maior dureza melhora a resistência ao desgaste e a estabilidade dimensional durante operação-de longo prazo.
Q3. A armadura de relé EV estampada com precisão pode ser carimbada?
Sim. A estampagem de precisão é um dos métodos de fabricação mais eficientes para a produção de armaduras de relés.
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