Los beneficios del tratamiento térmico del metal

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo que utiliza herramientas de corte para eliminar material de un bloque sólido, revelando la forma de la pieza final. Para facilitar el proceso de mecanizado y crear una pieza final superior, los metales utilizados deben poder trabajarse. Además, las propiedades del material de la pieza metálica se pueden mejorar después de que se haya completado el proceso de mecanizado. Ahí es donde entran los tratamientos térmicos. Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre cómo tratar metales con calor y los beneficios más importantes de los tratamientos térmicos.

El proceso de tratamiento térmico

Los procesos de tratamiento térmico implican calentar el metal hasta que cambie su microestructura y luego mantener el metal en ese estado (remojo) antes de enfriarlo para endurecer el material. El tiempo de remojo de un metal depende del proceso de tratamiento térmico que esté usando, qué metal esté usando y el tamaño de su pieza. Cuanto mayor sea el tiempo de remojo, mayores serán los cambios en la microestructura, lo que afectará las propiedades mecánicas del metal.

La velocidad de enfriamiento y las condiciones ambientales también pueden alterar la estructura y las propiedades del metal. Si bien la salmuera puede enfriar los metales más rápido, también puede usar aceite, agua, aire forzado u hornos.

Se pueden aplicar tratamientos térmicos a lo largo del proceso de fabricación, dando a las piezas sus propiedades iniciales, intermedias o finales. Cuando mecanice piezas con CNC, puede aplicar un tratamiento térmico antes de comenzar el proceso de mecanizado, ya que esto puede reducir los plazos de entrega y hacer que el metal sea más manejable. En otros casos, puede aplicar tratamientos térmicos al metal después del mecanizado para hacerlo más duro y duradero.

Tratamientos térmicos CNC comunes

Recocido

Realizado para reducir la dureza del metal y aumentar su ductilidad, el proceso de recocido implica calentar y remojar el metal a una temperatura crítica antes de enfriarlo. Esto ayuda a aliviar las tensiones internas y hace que el metal sea menos propenso a romperse o fracturarse mientras se mecaniza. Puede utilizar varias técnicas de recocido, como recocido completo, recocido de recristalización, recocido parcial y recocido final para lograr las propiedades finales deseadas.

La normalización es otra técnica de recocido que implica calentar el metal y luego enfriarlo a temperatura ambiente a un ritmo mucho más rápido que el recocido típico. Una vez que el metal alcanza 40 °C más que su temperatura crítica superior, se empapará antes de enfriarse en el aire. La normalización alivia la tensión interna causada por el enfriamiento, la fundición o la soldadura para evitar la falla del metal, lo que fortalece el metal y produce granos ferríticos pequeños, refinados y de tamaño uniforme.

Endurecimiento de la caja

Para endurecer el exterior de una pieza sin alterar su interior, puede utilizar el proceso de cementación. El endurecimiento superficial, también conocido como endurecimiento superficial o endurecimiento superficial, crea piezas menos quebradizas y más trabajables que otros métodos que aumentan la dureza en todo el metal. Una forma de cementación consiste en calentar el metal en un entorno rico en carbono (carburación), ya que esto aumenta la resistencia de la superficie del metal y el contenido de carbono.

Endurecimiento por precipitación

El endurecimiento por precipitación o el envejecimiento crean metales fuertes y livianos, lo que los convierte en una opción popular para el tratamiento térmico de componentes para la industria aeroespacial. Si tiene un metal maleable, puede calentarlo a una temperatura alta, apagarlo y calentarlo a una temperatura más baja durante un período prolongado para dispersar los precipitados de manera uniforme en toda la estructura de grano del metal y aumentar su resistencia y dureza.

Aliviar el estrés

El mecanizado CNC, la formación, el laminado y el enderezado pueden provocar la acumulación de tensión en las piezas, lo que puede debilitarlas y reducir su calidad general. El alivio de tensiones eliminará las tensiones residuales y mejorará las propiedades mecánicas de la pieza sin alterar su estructura o dureza. Este proceso implica calentar metales a temperaturas justo por debajo de su límite inferior crítico. El proceso de enfriamiento siempre es lento, lo que permite crear piezas uniformes con propiedades mecánicas uniformes.

Templado y revenido

Este tratamiento térmico de dos partes aumenta la dureza, la ductilidad y la resiliencia de las aleaciones a base de hierro. Durante el enfriamiento, el metal se calienta a alta temperatura, cambiando su estructura cristalina de ferrita a austenita y permitiéndole absorber más carbono. Luego, el metal se enfriará rápidamente para bloquear los cambios en la microestructura. Dado que el templado crea piezas muy duras, por lo general se realiza después del mecanizado CNC.

Para reducir la fragilidad, aliviar las tensiones internas y mejorar la longevidad y las propiedades mecánicas de la pieza, puede templar el metal calentándolo a una temperatura moderada que esté por debajo de su punto crítico.

Beneficios del tratamiento térmico de metales

¿Qué le hace el tratamiento térmico al metal? El tratamiento térmico del metal puede aumentar considerablemente su resistencia, lo que hace que el tratamiento térmico sea una opción popular entre los fabricantes de las industrias automotriz y aeroespacial. Desafortunadamente, cuando aumenta la resistencia de un material, también puede terminar reduciendo su dureza y aumentando su fragilidad. Para asegurarse de que su metal no se vuelva demasiado quebradizo, es posible que deba recocer o templar sus piezas para aliviar las tensiones internas. Siguiendo los procedimientos de alivio de tensión, sus metales tratados térmicamente serán mucho más fáciles de trabajar y mecanizar.

Además, al aplicar tratamientos térmicos a las aleaciones metálicas, puede modificar la microestructura o la composición química del metal para alterar su resistencia a la corrosión, magnetismo, durabilidad, conductividad térmica y conductividad eléctrica. Incluso puede someter una pieza de metal a muchos tratamientos térmicos para lograr el rendimiento deseado.

Tratamiento térmico de metal con la ayuda de Fast Radius

Mediante el tratamiento térmico de su metal, puede crear piezas de metal más fuertes, menos quebradizas y más mecanizables. Incluso puede mejorar las propiedades eléctricas de su metal con tratamientos térmicos. Sin embargo, algunos tratamientos térmicos son mejores que otros según el material, por lo que es esencial investigar. Cuando se trata de elegir el tratamiento térmico adecuado para su pieza, considere el tipo de metal que está utilizando y las propiedades que desea que tenga. También puede trabajar con un socio de fabricación de confianza para determinar el mejor método de tratamiento térmico para sus necesidades.

En Fast Radius, nuestro equipo de ingenieros y diseñadores experimentados puede ayudarlo a decidir qué método de tratamiento térmico es el más adecuado para su proyecto. Además, le brindaremos soporte de extremo a extremo para la totalidad de su ciclo de producción. Contáctenos hoy para comenzar su próximo proyecto.