Guía de tratamientos térmicos para piezas metálicas mecanizadas con CNC

El mecanizado CNC es un método de fabricación sustractivo que utiliza herramientas y rotación para crear piezas a partir de bloques sólidos de material. Las piezas se pueden mecanizar de diferentes formas, lo que hace que el mecanizado CNC sea un proceso de fabricación versátil que se puede utilizar para crear de todo, desde chasis de automóviles hasta equipos quirúrgicos.

Los tratamientos térmicos son una técnica que se ha desarrollado para hacer que los metales sean más manejables durante el proceso de fabricación o para mejorar las características del material después de que se haya completado el mecanizado. La aplicación de calor y otros elementos a las piezas metálicas de manera estratégica permite la creación de piezas con ductilidad, dureza, tenacidad y otras propiedades superiores.

Estos son algunos de los tratamientos térmicos más comunes para las piezas de metal mecanizadas por CNC.

Recocido

El proceso de recocido implica calentar los metales a una temperatura crítica, que varía según la aleación, mantener esa temperatura durante un período de tiempo y luego enfriar lentamente el metal con aire para crear la microestructura deseada dentro del metal.

El recocido generalmente se aplica a las aleaciones de metal después de la formación para aumentar la ductilidad del material, lo que hace que los metales más duros sean menos propensos a agrietarse o fracturarse durante el proceso de mecanizado.

Cementación

El endurecimiento superficial es un método de tratamiento térmico que aumenta la dureza de la capa exterior de acero al carbono o aleado sin endurecer el material interior. Los metales como el hierro y el acero a menudo tienen un bajo contenido de carbono, por lo que aplicar una combinación de calor y una sustancia rica en carbono a la superficie le da a una aleación con bajo contenido de carbono un exterior endurecido con alto contenido de carbono. Esto hace que la cementación sea ideal para aplicaciones que requieren flexibilidad pero una capa exterior duradera y resistente al desgaste, como los árboles de levas de los motores.

Si bien los procesos de endurecimiento brindan enormes mejoras a la resistencia de los metales, también tienden a aumentar la fragilidad del material. Por esa razón, el endurecimiento superficial se realiza normalmente después del mecanizado.

Aliviar el estrés

El mecanizado CNC puede crear tensión en el material de la pieza que, si no se trata, puede comprometer gravemente la calidad general de la pieza. Al igual que el recocido, el alivio de tensiones implica calentar aleaciones metálicas a altas temperaturas y enfriarlas lentamente. Sin embargo, a diferencia del recocido, este tratamiento térmico se aplica después del proceso de mecanizado para eliminar las tensiones residuales. El alivio de tensiones mejora las propiedades mecánicas de una pieza sin cambiar la estructura o la dureza del material.

Templado y revenido

También conocido como transformación martensítica, el temple y el revenido es un método de dos partes diseñado específicamente para aumentar la dureza de las piezas de acero.

En el proceso de templado, el acero o la aleación de acero se calientan a una temperatura alta, lo que hace que la estructura cristalina del hierro cambie de ferrita a austenita. Esto permite que el metal absorba más carbono.

Luego, el acero se enfría rápidamente para "bloquear" el cambio de fase del hierro, mientras que la adición de carbono da como resultado una estructura de red cristalina extremadamente fuerte llamada martensita, que tiene excelentes propiedades de dureza superficial.

El templado, por otro lado, es el proceso de calentar metales a altas temperaturas (aunque a temperaturas mucho más bajas que la temperatura crítica del material, a diferencia del recocido) después de que el metal se ha enfriado. Esto reduce la fragilidad del material, al tiempo que mejora su tenacidad y prolonga la vida útil de la pieza.

Endurecimiento por precipitación

El endurecimiento por precipitación se utiliza para aumentar la resistencia de los metales maleables como el aluminio, los aceros inoxidables y las superaleaciones. El proceso es similar al templado y revenido e implica calentar el metal a una temperatura alta, templarlo y luego calentarlo a una temperatura más baja durante un período prolongado. Esto permite que los precipitados en la aleación se dispersen y reduzcan el movimiento de dislocación (irregularidad) dentro de la microestructura, aumentando drásticamente la resistencia y la dureza del metal.

El endurecimiento por precipitación se aplica comúnmente a los componentes en aplicaciones aeroespaciales donde es fundamental reducir el peso sin sacrificar la resistencia:las piezas hechas de aluminio endurecido por precipitación, por ejemplo, pueden alcanzar resistencias comparables al acero inoxidable, pero con aproximadamente un tercio del peso.

Elegir el proceso de tratamiento térmico ideal

Los tratamientos térmicos pueden ofrecer mejoras increíbles en las propiedades materiales de las piezas metálicas. Sin embargo, es importante que los equipos de productos investiguen para determinar qué tratamiento térmico es el más adecuado para una pieza determinada. Si bien el templado y el revenido pueden ser ideales para crear aceros de alta resistencia, es un proceso mucho menos útil para tratar aleaciones de aluminio. Afortunadamente, determinar qué proceso de tratamiento es el adecuado para usted se simplifica con la ayuda de un socio de fabricación de confianza.

Fast Radius cree que hacer un esfuerzo adicional debería ser la norma. Somos un equipo de ingenieros y diseñadores apasionados por hacer cosas que antes creíamos imposibles. Llevamos este impulso a cada proyecto, brindando soporte de extremo a extremo en proyectos de todas las variedades, volúmenes y plazos. Si está listo para descubrir cómo se ve una calidad superior a precios competitivos, contáctenos hoy.

En nuestro sitio web, encontrará el centro de recursos de Fast Radius. Descubra nuevos conocimientos sobre la fabricación moderna, por ejemplo, en qué se diferencia el mecanizado de piezas de plástico del mecanizado de piezas de metal y qué procesos de acabado se pueden aplicar después de la producción.

¿Listo para fabricar tus piezas con Fast Radius?

Inicia tu cotización