Mecanizado CNC: Dominando el Procesado de Acero para Piezas de Alta Calidad

Sabemos que el mecanizado CNC es una de las mejores formas de producir piezas. Y la mayoría son de acero. Para cambiar propiedades del acero y facilitar mecanizado, suelen hacerse tratamientos y procesos adicionales antes de completar mecanizado.

Endurecer material antes de mecanizar aumenta tiempo y desgaste de herramienta, pero el acero puede tratarse tras mecanizado para aumentar resistencia o dureza del producto final. ¿Cómo se procesa acero en piezas de acero mediante mecanizado CNC? A continuación, 3 técnicas estándar de procesado de acero.

Mecanizado CNC de Materiales de Acero – Tratamiento Térmico

Tratamiento térmico: varios procesos que manipulan temperatura del acero para cambiar sus propiedades materiales.

Recocido (Annealing): reduce dureza y aumenta ductilidad, facilitando trabajo. Calienta lentamente acero a temperatura deseada por tiempo. Tiempo y temperatura dependen de aleación específica y disminuyen con mayor contenido de carbono. Finalmente, enfriamiento lento en horno o rodeado de material aislante.

Normalizado (Normalizing): alivia tensiones internas manteniendo mayor resistencia y dureza que acero recocido. Calienta acero a alta temperatura y enfría a temperatura adecuada para mejorar dureza.

Temple (Quenching): no solo endurece acero y aumenta resistencia, sino que lo vuelve más frágil. Calentamiento lento, inmersión a alta temperatura, enfriamiento rápido sumergiendo en líquido (agua, aceite, salmuera).

Revenido (Tempering): alivia parte de fragilidad del temple. Casi idéntico a normalizado: calentamiento lento a temperatura seleccionada, luego enfriado al aire. Diferencia: revenido a temperatura más baja que otros procesos, reduciendo fragilidad y dureza del acero revenido.

Mecanizado CNC de Materiales de Acero – Endurecimiento por Precipitación

Endurecimiento por precipitación aumenta límite elástico del acero. Diferencia principal: contienen elementos como cobre, aluminio, fósforo o titanio, que no solo aumentan resistencia sino mantienen tenacidad suficiente; clase de aceros inoxidables de alta resistencia, llamados aceros PH.

Para activar propiedades: primero tratamiento en solución, luego envejecimiento. Proceso de envejecimiento calienta material periodo prolongado, causando precipitación de elementos añadidos —formando partículas sólidas de distintos tamaños— que aumentan resistencia.

17-4PH (también 630) es ejemplo común de acero inoxidable endurecible por precipitación. Contiene 17 % cromo, 4 % níquel, 4 % cobre (ayuda precipitación). Por dureza, resistencia y alta resistencia a corrosión, usado en plataformas de helipuerto, palas de turbina, barriles de residuos nucleares.

Mecanizado CNC de Materiales de Acero – Trabajo en Frío

Cambios también alteran propiedades sin mucho calor. Ejemplo: acero trabajado en frío se fortalece mediante endurecimiento por trabajo. Endurecimiento por trabajo ocurre cuando metal sufre deformación plástica.

Puede hacerse intencionalmente: martilleo, laminado, estirado. También ocurre sin querer durante mecanizado si herramienta o pieza se calientan demasiado. Trabajo en frío también mejora mecanizabilidad. Acero dulce muy adecuado.

¡Al Fabricar Piezas de Acero, Tenga en Cuenta Esto!

• Al diseñar piezas de acero, tener en cuenta propiedades únicas. Características que lo hacen adecuado para su aplicación pueden requerir consideraciones adicionales de diseño para fabricación (DFM).
• Mecanizar acero lleva más tiempo que materiales blandos (aluminio, latón) por dureza; proteja piezas y herramientas reduciendo velocidades de husillo y avances.
• Al elegir acero, considerar no solo dureza y resistencia, sino diferencias en mecanizabilidad. Ej: acero inoxidable tarda ~2x que acero al carbono. Considerar qué propiedades son prioritarias y qué aleaciones están disponibles. Grados comunes (304, 316) disponibles en más tamaños de stock, menos tiempo para conseguir.