Tratamiento térmico para metales:lo que necesita saber

Los procesos de calentamiento de metales se han utilizado desde la antigüedad. En el pasado, los herreros trataban el metal con calor para darle forma de armas, herraduras o partes de carretas. Y a medida que pasan los años, calentar el metal sigue siendo la forma más efectiva de darle la forma deseada.

Sin embargo, hoy en día, el tratamiento térmico de metales se ha convertido en un proceso mucho más sofisticado y preciso. Con el mecanizado moderno, los ingenieros ahora pueden dar forma a los metales para varios propósitos de manera mucho más eficiente.

Pero hay mucho más en el tratamiento térmico de metales de lo que parece. Estos procesos no solo ayudan a los ingenieros a dar forma a los metales. También modifican varias propiedades del metal, como la dureza, la resistencia, la formabilidad y la elasticidad.

En esta guía, discutiremos con más detalle qué es el tratamiento térmico para metales, así como los tipos, procesos y propósitos del tratamiento térmico.

¿Qué es el tratamiento térmico de los metales?

En términos simples, el tratamiento térmico de metales incluye calentar y enfriar el material. Primero se calienta el metal o la aleación a una temperatura específica para hacerlo más maleable y luego se enfría para endurecerlo.

El objetivo de un proceso de tratamiento térmico es resaltar las propiedades mecánicas, químicas y físicas deseadas del metal al cambiar su microestructura. . Tales alteraciones pueden hacer que el metal sea más fuerte, más resistente a la abrasión, más dúctil o más resistente a la temperatura.

Por supuesto, el calentamiento del metal ocurre en prácticamente todos los procesos de metal, ya sea soldadura o corte por láser, pero los procesos de tratamiento térmico están más controlados.

En resumen, el tratamiento térmico de los metales juega un papel vital en los procesos de fabricación de metales. Permite a los ingenieros seleccionar las propiedades del material, así como hacerlo más resistente al desgaste.

¿Cómo funciona un proceso de tratamiento térmico de metales?

Aunque hay varios tipos de procesos de tratamiento térmico de metales (los discutiremos más adelante en el artículo), todos siguen etapas similares. Estas etapas suelen ser:

1. La etapa de calentamiento , donde el metal se calienta a una temperatura específica.
2. La etapa de remojo , donde el material se mantiene a una temperatura específica durante un período de tiempo determinado.
3. La etapa de enfriamiento , donde el metal se enfría a temperatura ambiente.

Los discutimos con más detalle a continuación.

La etapa de calentamiento

El primer paso es calentar el metal a la temperatura requerida. Durante esta etapa, es fundamental asegurarse de que el material se calienta uniformemente. . Es por eso que el calentamiento se realiza lentamente.

Si calentara el metal de manera desigual, algunas secciones podrían expandirse más rápido que otras, lo que provocaría grietas y deformaciones.

La velocidad de calentamiento se elige en función de las siguientes variables:

• La conductividad térmica del metal: cuanto mayor sea la conductividad, más rápido se calentará el material;
• La condición del material – si el metal ya ha sido endurecido o estresado antes, debe calentarse más lentamente que el material que no lo ha sido;
• El tamaño y la sección transversal del material: las piezas más grandes con secciones transversales desiguales deben calentarse más lentamente, ya que existe el riesgo de que se deformen y agrieten en exceso.

La etapa de remojo

Antes de enfriarse, el metal pasa por el proceso de remojo . Su finalidad es mantener el material a una temperatura determinada hasta que cambie su estructura a la deseada.

El tiempo durante el cual el metal se 'remoja' se denomina 'período de remojo'. Los ingenieros lo determinan según el análisis químico y la masa del metal.

La etapa de enfriamiento

Finalmente, está la etapa de enfriamiento durante la cual el metal se enfría nuevamente a temperatura ambiente. El método de enfriamiento dependerá del metal. En la mayoría de los casos, necesitará un medio de refrigeración – en forma líquida, sólida, gaseosa o una combinación de ellas.

El metal y el medio también afectan la velocidad y el método de enfriamiento. Por ejemplo, puede usar apagar . Implica enfriar el metal rápidamente usando aire, aceite, agua, salmuera u otro medio. Por ejemplo, el enfriamiento con agua se usa a menudo cuando se trabaja con cobre.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que el enfriamiento puede agrietar o deformar algunos metales. Como regla general, el enfriamiento con agua se puede usar para enfriar el acero al carbono, mientras que los métodos más lentos son mejores para endurecer el acero aleado.

¿Cuáles son los tipos de tratamiento térmico de metales en el mecanizado?

Como se mencionó anteriormente, hay varios tipos de tratamiento térmico. Y aunque todos siguen procesos similares de calentamiento, remojo y enfriamiento, todos tienen diferentes propósitos en el mecanizado.

Los cuatro tipos de tratamiento térmico de metales son:

• endurecimiento,
• templado,
• recocido,
• y normalizando.

Endurecimiento

El endurecimiento es el proceso de calentar el metal a una temperatura específica y enfriarlo lo más rápido posible.

El metal se calienta primero a una temperatura en la que los elementos presentes en el metal entran en la solución de partículas finas, fortaleciendo el material. El enfriamiento rápido ayuda a atrapar estas partículas en la solución.

El propósito de este proceso es fortalecer el metal. El endurecimiento también hace que el metal sea más frágil al tiempo que disminuye su ductilidad. Por eso se recomienda templar el metal después del endurecimiento.

Templado

Al igual que el endurecimiento, el propósito del templado es aumentar la resiliencia del acero. En este caso, sin embargo, el metal se calienta a la temperatura por debajo del punto crítico , que mantiene la dureza al tiempo que reduce la fragilidad.

Ayuda a reducir la dureza causada por el endurecimiento, lo que permite a los técnicos desarrollar nuevas propiedades físicas para el metal. Por esta razón, el templado suele seguir al endurecimiento durante los procesos de tratamiento térmico.

Recocido

Durante el proceso de recocido, el metal se calienta a una temperatura específica, manteniéndolo en esa temperatura para transformarlo y luego enfriándolo.

El recocido es adecuado para metales como aluminio, acero, cobre, plata y latón, y su propósito es disminuir la dureza del metal y aumentar su ductilidad. Entonces, en otras palabras, el recocido es lo opuesto al endurecimiento.

En cuanto al proceso de enfriamiento, puede ser más rápido al recocer plata, cobre o latón. Sin embargo, cuando se trabaja con acero, el enfriamiento debe ocurrir lenta y gradualmente para que sea efectivo.

Normalizar

La normalización es esencialmente otra forma de recocido. La diferencia es que el metal se calienta a una temperatura más alta .

Una vez calentado, el metal se mantiene a esa temperatura crítica hasta la transformación, y luego se enfría el aire. El proceso conduce a granos austeníticos más pequeños, y el enfriamiento por aire ayuda a producir granos ferríticos y más refinados.

El propósito de la normalización es eliminar la tensión interna de los metales , lo que puede provocar fallas en el metal si no se cuida. Una vez que el metal se normaliza, los técnicos usan el endurecimiento para fortalecer el material y garantizar que el proceso de fabricación sea exitoso.

¿Por qué se tratan los metales con calor?

El tratamiento térmico de metales es una parte imperativa de la fabricación de metales . Sin el proceso, la producción de piezas para dispositivos y equipos no sería posible, ya que no funcionarían correctamente.

El tratamiento térmico garantiza que los metales como el acero y el aluminio sean lo suficientemente resistentes para soportar aplicaciones específicas. Por ejemplo, los metales tratados térmicamente se utilizan en aviones, automóviles y otros productos que dependen de metales con mayor fuerza y ​​resistencia.

Los procesos de tratamiento térmico también mejoran la durabilidad de los metales. Es por eso que los metales tratados térmicamente se han convertido en el núcleo de las máquinas rentables. , ya que son más eficientes y menos propensos a sufrir daños.

Sin embargo, el tratamiento térmico del metal no solo brinda beneficios de aplicación. También ofrece numerosas ventajas a los fabricantes. Por ejemplo, un proceso de tratamiento térmico alivia tensiones internas dentro del material, haciéndolo mucho más fácil de soldar o mecanizar.

Si tuviéramos que resumir todas las ventajas de los procesos de tratamiento térmico, la lista incluiría las siguientes:

• Aumento de la resistencia del material al tiempo que lo hace más dúctil y flexible;
• Disminución de las tensiones internas, lo que hace que el material sea más fácil de soldar o mecanizar;
• Fragilidad mejorada;
• Se introdujeron propiedades resistentes al desgaste en el material;
• Mejoró las propiedades eléctricas y magnéticas de los metales.

Conclusiones clave

En resumen, el tratamiento térmico de los metales es un proceso de calentamiento, remojo y enfriamiento del material. Durante el proceso de tratamiento térmico, el metal cambia su microestructura, lo que mejora la resistencia, la durabilidad, la fragilidad y la flexibilidad.

Hay varios tipos de procesos térmicos de metales, siendo los más comunes el endurecimiento, el revenido, el recocido y el normalizado. Y aunque todos siguen los mismos procesos, sus propósitos son diferentes.

El tratamiento térmico es vital para mejorar las propiedades mecánicas del metal, lo que da como resultado una mejor compatibilidad del material con otros materiales y piezas.

Es por eso que los metales tratados térmicamente se utilizan en aplicaciones y productos que requieren mayor fuerza y ​​resistencia, como aviones, automóviles o máquinas.

Sin embargo, aunque el tratamiento térmico puede mejorar los productos, debe ser realizado por técnicos calificados. Aquí es donde Gensun Precision Machining puede ayudar. Contáctenos hoy para obtener más información sobre nuestros servicios y ver cómo podemos ayudarlo con sus proyectos.