Los tratamientos térmicos alteran las propiedades de los metales y aleaciones aplicando cuidadosamente calor y enfriamiento.. Estos mejoran la dureza, fortaleza, y flexibilidad, al mismo tiempo que fortalece la capacidad de soportar impactos de resistencia. Entonces, Su juego de roles es fundamental en los sectores manufactureros., ya que impactan directamente la eficiencia de los componentes metálicos. En este articulo, exploraremos la cima 11 tipos comunes de tratamientos térmicos, adoptado para diversos beneficios.
1. Proceso de tratamiento de carburación
La cementación se utiliza normalmente para el tratamiento térmico del acero.. Se lleva a cabo en un rango de temperatura de 850-950°C.. Está en una atmósfera que contiene carbono en forma de metano o propano en un horno de gas.. El carbono penetra en la superficie del acero y forma una capa profunda a partir de 0.5 mm a 2.5 milímetros, que se basa en el tiempo de tratamiento. Se ha descubierto que la dureza superficial producida está entre 55 y 65 HRC mientras la dureza del núcleo permanece sin tratar. El tratamiento de cementación es eficaz para aceros con bajo contenido de carbono. Tienen un porcentaje de carbono inferior al 0.25%. Mejora la resistencia a la fatiga y las características de desgaste de piezas como engranajes y cigüeñales..
2. Proceso de tratamiento de nitruración
El tratamiento de nitruración se lleva a cabo a temperaturas comparativamente más bajas, entre 500 °C y 590 °C. (932°F-1094°F). En ambientes que contienen nitrógeno, el común es el gas amoniaco. El nitrógeno también entra como nitruro en los aceros aleados.. Produce una dureza superficial de hasta 1000 VHN (Número de dureza Vickers), con profundidad de caja entre 0.2 mm a 0.7 milímetros. En comparación con la carburación, la nitruración no implica enfriamiento. Por lo tanto, forma una capa superficial dura sin distorsión. La rugosidad superficial de las superficies nitruradas generalmente se reduce a Ra 0.1 – 0.4 µm. Tal como, Es ideal para la producción de piezas resistentes al desgaste., árboles de levas y válvulas.
3. Proceso de tratamiento de endurecimiento y revenido
En el tratamiento térmico de endurecimiento., el acero se calienta hasta su temperatura de austenitización (que va desde 800 °C a 950°C para la mayoría de las aleaciones). Luego se enfría en condiciones controladas en agua., aceite, o aire. El proceso ayuda a convertir la microestructura en martensita logrando así una dureza de hasta 65 CDH. Sin embargo, La martensita es significativamente dura pero extremadamente frágil.. Por lo tanto, lo siguiente que viene es el templado.. En templado, el acero se calienta nuevamente a 150°C-600°C para hacerlo menos quebradizo. Como resultado, su dureza se reduce a alrededor 40-55 HRC según el uso final. El templado también mejora las propiedades de tenacidad de las aleaciones de acero.. Por lo tanto, Ampliamente empleado en la fabricación de herramientas industriales y piezas de automóviles..
4. Tratamiento de recocido y alivio del estrés.
El tratamiento térmico de recocido se realiza calentando el metal a 500 °C-800 °C dependiendo del tipo de aleación y luego enfriándolo en el horno para ablandar el metal.. El proceso elimina cualquier dureza., generalmente a un nivel de 150 – 200 alto voltaje. Además, Elimina las tensiones internas que se indujeron durante el proceso de fabricación.. El recocido por cementación a baja temperatura se lleva a cabo a temperaturas comparativamente más bajas en el rango de 400 °C a 650 °C para aliviar las tensiones residuales sin alterar apreciablemente las propiedades mecánicas.. Los tratamientos de recocido mejoran la maquinabilidad, y ductilidad en operaciones posteriores de conformado..
5. Proceso de tratamiento criogénico
El tratamiento criogénico siempre requiere que los materiales estén expuestos a temperaturas que oscilan entre -196 grados centígrados (-321 grados Fahrenheit) usando nitrógeno líquido. El proceso transforma la austenita retenida en martensita, lo que hace que la microestructura sea más estable.. El tratamiento criogénico mejora la resistencia al desgaste al aumentar la dureza y la tenacidad. Generalmente se mejoran con 10-20% que los obtenidos en tratamientos térmicos convencionales. Entonces, el proceso es útil, especialmente para piezas como herramientas de corte donde es deseable reducir la fragilidad y mejorar la estabilidad dimensional.
6. Normalización del proceso de tratamiento
La normalización se realiza calentando el acero para 50-100 grados por encima de la temperatura crítica superior (aproximadamente 850-950 grados dependiendo de los grados de acero) y luego enfriarlo por aire. Este proceso ayuda a refinar la estructura del grano y la microestructura resultante se vuelve más uniforme.. El acero normalizado suele ser más mecanizable que el acero recocido esferoide y también puede mostrar propiedades mecánicas mejoradas con una dureza de entre 150-250 media pensión (Dureza Brinell). El uso más frecuente de este proceso de tratamiento térmico es en piezas forjadas y fundidas para obtener un componente más homogéneo y menos tensionado antes de seguir trabajando..
7. Proceso de tratamiento con cianuración
El proceso de tratamiento térmico con cianuración es un tratamiento de endurecimiento superficial.. Generalmente, se lleva a cabo en un baño de cianuro fundido a un rango de temperatura de 850°C-950°C. El carbono y el nitrógeno de las sales de cianuro penetran en el acero para producir una capa externa dura con un espesor de 0.25 mm a 0.75 milímetros. Después de la cianuración, Las piezas se templan en agua o aceite para obtener la dureza de la superficie en el rango de 55 a 62 CDH. La cianuración se aplica principalmente en piezas pequeñas como sujetadores., tornillos, y engranajes en los que se necesita una superficie dura y resistente al desgaste sin deformar la pieza.
8. Proceso de tratamiento de endurecimiento de casos
El tratamiento térmico de cementación utiliza carbono y nitrógeno para tener una superficie dura y un núcleo blando.. La temperatura general del proceso oscila entre 900°C – 950°C. Este tratamiento hace que la dureza de la superficie 58-65 HRC mientras que la parte interior tiene una dureza mucho menor de aproximadamente 20-35 CDH. La profundidad del caso puede variar desde 0 a 4, con 4 siendo el nivel más profundo de endurecimiento de la caja. La profundidad suele variar entre 2 mm y 3 milímetros, dependiendo del tiempo de tratamiento. El endurecimiento de la carcasa se utiliza normalmente en engranajes., ejes, y otras partes donde la superficie debe ser dura y resistente al desgaste, mientras que el núcleo debe ser duro y fuerte para absorber los golpes..
9. Proceso de tratamiento térmico de aluminio
Este proceso se aplica a elementos de aleación en el 2xxx., 6xxx, y serie 7xxx. En el caso de aleaciones de aluminio, El tratamiento térmico de la solución se realiza en un rango de temperatura de 450 a 550°C. Entonces, el material se enfría en agua. Después, envejecimiento, ya sea natural o artificial, Se hace para mejorar la resistencia y la dureza del material.. El envejecimiento artificial se lleva a cabo en un rango de temperatura de 120 °C a 200 °C, dependiendo del tipo de aleación para proporcionar la mejor dureza y resistencia a la tracción.. Los tratamientos de piezas de aluminio tienen características mecánicas mejoradas con un límite elástico de hasta 450 MPa..
10. Proceso de tratamiento de soldadura fuerte
La soldadura fuerte emplea metales de aportación con temperaturas de fusión superiores a 450 °C pero inferiores a las temperaturas de fusión de los metales base., e incluyen plata, cobre, y aluminio. Generalmente, Se lleva a cabo en condiciones controladas de oxígeno o al vacío para evitar la oxidación de la sustancia.. La fuerza de la unión puede ser hasta 200 MPa a 300 Mpa dependiendo del material utilizado en el proceso.. En caso de rugosidad superficial después de la soldadura fuerte, Se encontró que los valores estaban en el rango de Ra. 0.4 a 0.8 µm, que forma una interfaz uniforme y fuerte. La soldadura fuerte es viable para componentes de HVAC, plomería, y aplicaciones aeroespaciales.
11. Proceso de tratamiento térmico por inducción
El calentamiento por inducción calienta los metales a la temperatura requerida mediante la aplicación de campos magnéticos variables.. Normalmente, es aplicable en frecuencias que van desde 10 kHz a 500 kHz y eleva la temperatura de la capa superficial a 800°C-1000°C, seguido de un enfriamiento rápido. El endurecimiento por inducción es capaz de alcanzar una dureza superficial de hasta 58 – 65 HRC y profundidad de caja de entre 0,5 μm y 3 μm. La rugosidad de la superficie llega a ser tan baja como Ra 0.4-0.8 µm, que se sabe que tiene una combinación de alta resistencia al desgaste y alta resistencia a la fatiga en los engranajes, ejes, y otras piezas de precisión.
Resumen
Nuestro objetivo principal al escribir este artículo es informar al lector sobre los diferentes tipos de tratamientos térmicos y sus aspectos técnicos.. El objetivo principal de los tratamientos térmicos es modificar y mejorar las propiedades mecánicas de las aleaciones., y metales. Cada proceso se adopta para aplicaciones y propiedades de superficie específicas, como resistencia y durabilidad.. Estos tratamientos encontraron su uso extensivo en industrias como la aeroespacial., automotor, y fabricación, para optimizar el rendimiento del material en diversos entornos exigentes. Contáctenos para obtener servicios personalizados de tratamiento térmico de nuestros metalúrgicos expertos!
