Tratamiento térmico para fundiciones de aluminio

Después de los procesos primarios de fabricación y enfriamiento, el tratamiento térmico integral de las piezas fundidas de aluminio puede garantizar que sean capaces de cumplir con las especificaciones exactas del usuario final. Este proceso controlado altera las propiedades físicas de las piezas fundidas para aumentar la dureza o la resistencia a la tracción y obtener la combinación especificada de ductilidad y resistencia.

El tratamiento térmico es un proceso en el que las piezas fundidas se calientan a una temperatura predeterminada a un ritmo controlado para lograr los cambios estructurales deseados. Luego, la fundición se mantiene a esta temperatura durante un período de tiempo específico y se enfría a una velocidad controlada. Este proceso transforma la estructura interna del aluminio, mejorando así las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste, y mejorando la maquinabilidad y la estabilidad dimensional. Este artículo analiza los distintos tipos de tratamiento térmico para las fundiciones de aluminio.

¿Qué tipos de tratamiento térmico están disponibles para las fundiciones de aluminio?

Las diferentes fundiciones de aluminio pueden requerir diferentes tratamientos térmicos, según el tipo de fundición, el resultado deseado y la estructura de la aleación. Se emplean hornos especializados para garantizar que la fundición de aluminio conserve su forma original sin agrietarse. Los tipos de tratamiento térmico incluyen:

• TF (tratado completamente con calor):la fundición de aluminio se calienta entre 515 y 535 °C durante un período de 4 a 12 horas. Luego se enfría en agua tibia para evitar que se agriete y finalmente se vuelve a calentar en otro horno a 150-160°C por un período de 4-16 horas. Este proceso puede resultar en un endurecimiento de casi el doble que la fundición de aluminio original.
• Condición TB (T4):según la composición de la aleación de aluminio, las piezas fundidas se calientan a una temperatura justo por debajo del punto de fusión de la aleación. Se mantienen a esta temperatura hasta que los elementos de aleación entran en una solución sólida y luego se enfrían en agua, agua hirviendo o polímero. La elección del medio de enfriamiento depende de mantener un equilibrio entre lograr ciertas propiedades mecánicas, controlar la distorsión de la fundición y minimizar las tensiones internas.
• TB7 (solución tratada térmicamente y estabilizada):similar a TF, pero la fundición se calienta a una temperatura más alta en la segunda etapa. La temperatura se mantiene entre 240-270°C durante unas 2-4 horas. El resultado final es una fundición un poco más maleable que la que se logra con el proceso TF.
• TE (endurecimiento por envejecimiento):para fundiciones más complejas o con características finas, la fundición solo se calienta a una temperatura de 150 a 170 °C durante 4 a 12 horas para acelerar el proceso natural de endurecimiento por envejecimiento. No hay extinción involucrada en el endurecimiento por envejecimiento.
• Envejecimiento por precipitación - Condición TE (T5 o T51):Este es un proceso de envejecimiento por tratamiento térmico artificial que generalmente se lleva a cabo a temperaturas en el rango de 150-200˚C. Esta temperatura relativamente baja estabiliza las piezas fundidas y mejora la maquinabilidad. Los tiempos de remojo o retención oscilan entre 2 y 24 horas, según la aleación y el grosor de la fundición.
• Temperatura T6:la fundición de aluminio se calienta primero a una temperatura muy alta de 538 ⁰C durante unas 12 horas. La fundición se enfría rápidamente en una solución de agua o glicol a una temperatura de 66-100°C. La fundición finalmente se envejece en un horno, donde se calienta a 154°C durante unas 3-5 horas y luego se deja enfriar de forma natural. Se puede realizar un proceso de enderezamiento después del enfriamiento rápido para garantizar que las piezas fundidas permanezcan rectas. El temple T6 se utiliza con mayor frecuencia para fundiciones utilizadas en aplicaciones estructurales como las industrias aeroespacial, automotriz, de defensa y marina. T6 da como resultado un aluminio más duro con menos deformación bajo el estrés de cargas pesadas.
• Tratado y estabilizado con solución:condición TF7 (T7 o T71):las piezas fundidas que se pueden usar en condiciones de temperatura más alta a veces recibirán un tratamiento de solución y estabilización de entre 200 y 250 ˚C. Esto mejorará las propiedades mecánicas de las piezas fundidas y aumentará la estabilidad. Las propiedades mecánicas resultantes son ligeramente diferentes de las del T6, ya que generalmente hay una resistencia a la tracción y un límite elástico más bajos.
• Alivio de tensión y recocido - Condición TS:se pueden usar para eliminar tensiones o para ablandar la fundición para otras operaciones mecánicas. El alivio de tensión generalmente se realiza entre 200 y 250 ˚C, y el recocido se realiza entre 300 y 400 ˚C.
• Enfriamiento con polímero:se usa un polímero en lugar de agua, lo que da como resultado una velocidad de enfriamiento más lenta y menos tensión en la fundición. Esto funciona para fundiciones complejas que no requieren un mayor grado de dureza.

Después del tratamiento térmico, las piezas fundidas pueden someterse a un proceso de análisis de detección de grietas para buscar defectos.

Más información sobre el tratamiento térmico para fundiciones de aluminio

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