Tratamiento térmico de precisión para fundiciones de aluminio: Mejora de resistencia y ductilidad

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

El tratamiento térmico es un proceso donde las fundiciones se calientan a una temperatura predeterminada a una velocidad controlada, para lograr los cambios estructurales deseados. La fundición se mantiene luego a esta temperatura por un período específico, y se enfría a velocidad controlada. Este proceso transforma la estructura interna del aluminio, mejorando propiedades mecánicas y resistencia al desgaste, y mejorando mecanizabilidad y estabilidad dimensional. Este artículo analiza los diversos tipos de tratamiento térmico para fundiciones de aluminio.

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

Diferentes fundiciones de aluminio pueden requerir diferentes tratamientos térmicos, dependiendo del tipo de fundición, resultado deseado y estructura de la aleación. Hornos especializados se emplean para asegurar que la fundición de aluminio mantendrá su forma original sin agrietarse. Tipos de tratamiento térmico incluyen:

• TF (totalmente tratado térmicamente): La fundición de aluminio se calienta a entre 515-535 °C por un período de 4-12 horas. Luego se templa en agua tibia para prevenir agrietamiento, y finalmente se calienta de nuevo en otro horno a 150-160 °C por 4-16 horas. Este proceso puede resultar en un endurecimiento de casi el doble que la fundición de aluminio original.
• Condición TB (T4): Dependiendo de la composición de la aleación de aluminio, las fundiciones se calientan a una temperatura justo por debajo de su punto de fusión de aleación. Se mantienen a esta temperatura hasta que los elementos de aleación entran en solución sólida, y luego se templan en agua, agua hirviendo o polímero. La elección del medio de temple depende de mantener equilibrio entre lograr ciertas propiedades mecánicas, gestionar distorsión de la fundición y minimizar tensiones internas.
• TB7 (tratado por solución y estabilizado): 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 por unas 2-4 horas. El resultado final es una fundición ligeramente más maleable que la lograda con el proceso TF.
• TE (endurecimiento por envejecimiento): Para fundiciones más intrincadas, o aquellas con características finas, la fundición solo se calienta a 150-170 °C por 4-12 horas para acelerar el proceso natural de envejecimiento por endurecimiento. No hay temple involucrado en el envejecimiento por endurecimiento.
• Envejecimiento por precipitación - Condición TE (T5 o T51): Este es un proceso de envejecimiento térmico artificial usualmente realizado a temperaturas en el rango de 150-200 °C. Esta temperatura relativamente baja estabiliza las fundiciones y mejora la mecanizabilidad. Tiempos de mantenimiento (soak) varían de 2-24 horas, dependiendo de la aleación y espesor de la fundición.
• Temple T6: La fundición de aluminio se calienta primero a una temperatura muy alta de 538 °C por unas 12 horas. La fundición se templa rápidamente en una solución de agua o glicol a 66-100 °C. Finalmente se envejece en un horno, calentándose a 154 °C por unas 3-5 horas, y luego se deja enfriar naturalmente. Un proceso de enderezado puede realizarse después del temple para asegurar que las fundiciones permanezcan rectas. El temple T6 se utiliza más a menudo para fundiciones usadas en aplicaciones estructurales como aeroespacial, automoción, defensa e industrias marinas. T6 resulta en un aluminio más duro con menos deformación bajo tensión de cargas pesadas.
• Tratado por solución y estabilizado - Condición TF7 (T7 o T71): Aquellas fundiciones que pueden usarse en condiciones de mayor temperatura a veces reciben un tratamiento de solución y estabilización entre 200-250 °C. Esto mejorará las propiedades mecánicas de las fundiciones y aumentará la estabilidad. Las propiedades mecánicas resultantes son ligeramente diferentes de T6, ya que usualmente hay menor resistencia a la tracción y de fluencia.
• Alivio de tensiones y recocido - Condición TS: Estos pueden usarse para eliminar tensiones o ablandar la fundición para operaciones mecánicas posteriores. El alivio de tensiones se realiza usualmente entre 200-250 °C, y el recocido entre 300-400 °C.
• Temple en polímero: Se usa un polímero en lugar de agua, resultando en una velocidad de temple más lenta y menos tensión en la fundición. Funciona para fundiciones intrincadas que no requieren un alto grado de dureza.

Después del tratamiento térmico, las fundiciones pueden someterse a un proceso de análisis de detección de grietas, para buscar cualquier defecto.

Más información sobre tratamiento térmico para fundiciones de aluminio

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