15 Capítulo 6:Tratamiento térmico

OBJETIVO

Después de completar esta unidad, debería poder:

• Endurezca correctamente una pieza de acero para herramientas y evalúe su trabajo.
• Temple correctamente la pieza endurecida del acero para herramientas y evalúe su trabajo.
• Describa los procedimientos adecuados de tratamiento térmico para otros aceros para herramientas.

Seguridad

Se sugieren los siguientes procedimientos para una operación segura de tratamiento térmico.

1. Use ropa protectora resistente al calor, guantes, anteojos de seguridad y un protector facial para evitar la exposición a aceites calientes, que pueden quemar la piel.

2. Antes de encender el calefactor, asegúrese de que los interruptores de aire, los extractores de aire, las válvulas de cierre automático y otras precauciones de seguridad estén en su lugar.

3. Asegúrese de que haya suficiente refrigerante para el trabajo. El refrigerante absorberá el calor emitido por el metal mientras se enfría, pero si no hay suficiente refrigerante, el metal no se enfriará a la velocidad óptima.

4. Asegúrese de que haya suficiente ventilación en las áreas de enfriamiento para mantener los niveles deseados de neblina de aceite.

5. Al encender el horno, obedezca las instrucciones proporcionadas por el fabricante.

6. Durante el proceso de encender un horno de petróleo o gas, NO se pare directamente frente a él.

7. Asegúrese de que el aceite de enfriamiento no esté contaminado con agua. Las explosiones pueden ser el resultado del contacto de la humedad con el aceite de enfriamiento.

8. Antes de sacar materiales del recipiente de cementación líquida, asegúrese de que las pinzas no estén mojadas y que sean las correctas para el trabajo.

9. Asegúrese de que se haya mezclado un fungicida o inhibidor bacteriano adecuado en el líquido de extinción.

10. Cuando no se utilicen tanques de enfriamiento, cúbralos siempre.

11. Use un absorbente no inflamable para limpiar fugas y derrames de aceite. Esto debe hacerse de inmediato.

12. Si es posible, mantenga las herramientas, canastas, plantillas y áreas de trabajo libres de contaminación por aceite.

13. Antes de los descansos y antes de pasar a la siguiente tarea, lávese bien las manos.

14. Si se muestra o sospecha algún problema en la piel, informe a su instructor y obtenga ayuda médica.

15. No se deben inhalar los humos del baño de sales de cementación fundidas, porque el monóxido de carbono es un producto del proceso de cementación.

16. Asegúrese de que haya buena ventilación en el área de trabajo.

17. Esté atento a la contaminación de piezas de metal carburado.

18. No lleve ropa o equipos empapados de aceite a áreas donde haya alimentos o bebidas.

19. No lleve alimentos o bebidas donde se usen o almacenen aceites.

Procedimiento

Lo primero que debe saber cuando se trata térmicamente un acero es su temperatura de endurecimiento. Muchos aceros, especialmente los aceros para herramientas comunes, tienen un rango de temperatura bien establecido para el endurecimiento. O-1 tiene una temperatura de endurecimiento de 1450 a 1500 grados Fahrenheit.

Para comenzar el proceso:

1. La seguridad ante todo. Las temperaturas de tratamiento térmico son muy altas. Vístase apropiadamente para el trabajo y mantenga limpia el área alrededor del horno para que no haya riesgo de resbalar o tropezar. Además, precaliente las pinzas antes de agarrar la parte de la muestra calentada.

2. Precaliente el horno a 1200 grados Fahrenheit.

3. Cuando el horno haya alcanzado los 1200 grados Fahrenheit, coloque la pieza de muestra en el horno. Coloque la pieza de muestra en el centro del horno para ayudar a garantizar un calentamiento uniforme. Cierra y espera.

4. Una vez que la pieza de muestra esté colocada en el horno, caliéntela a 1500 grados Fahrenheit. Al alcanzar esta temperatura, comience inmediatamente a cronometrar el remojo durante 15 minutos a una hora (los tiempos de remojo dependerán mucho del grosor del acero).

Tabla 1:Tiempo de remojo aproximado para acero templado, recocido y normalizado

Grosor del metal (pulgadas)	Tiempo de calentamiento a la temperatura requerida (hr)	Tiempo de remojo (h)
hasta 1/8	.06 a .12	.12 a .25
1/8 a 1/4	.12 a .25	.12 a .25
1/4 a 1/2	.25 a .50	.25 a .50
1/2 a 3/4	0,50 a 0,75	.25 a .50
3/4 a 1	0,75 a 1,25	0,50 a 0,75
1 a 2	1,25 a 1,75	0,50 a 0,75
2 a 3	1,75 a 2,25	0,75 a 1,0
3 a 4	2,25 a 2,75	1 a 1,25
4 a 5	2,75 a 3,50	1 a 1,25
5 a 8	3,50 a 3,75	1 a 1,50

El tiempo de remojo es la cantidad de tiempo que el acero se mantiene a la temperatura deseada, que en este caso es de 1500 grados Fahrenheit.

5. Cuando se complete el tiempo de remojo, muy rápido pero con cuidado saque la muestra con pinzas. Coloque la pieza de muestra en un tanque de aceite para enfriar. Mueva la pieza de muestra tanto como sea posible mientras se enfría.

6. Una vez que la pieza de muestra se haya templado a unos 125 grados Fahrenheit, comience el proceso de templado. Para templar la pieza de muestra, debe colocarse en el horno a 375 grados Fahrenheit. Deje que se remoje durante 2 horas, luego retire la parte de la muestra y deje que se enfríe a temperatura ambiente. La pieza de muestra ahora debería tener una dureza aproximada de 60 RC.

Austenitizar y enfriar al aire:

1. Este tratamiento térmico generalmente lo realiza el fabricante, lo que hace que se le denomine condición tal como se recibió
2. Para llegar a este estado, se realiza un proceso llamado normalización (también llamado historial térmico). La normalización del acero 1045 generalmente consta de estos pasos:
   1. Austenitizar:coloque el acero en el horno a 1562 °F en el rango de austenita y manténgalo allí durante una hora hasta que el metal haya alcanzado su temperatura de equilibrio y la estructura de solución sólida correspondiente.
   2. Enfriamiento al aire:Saque el acero del horno y déjelo enfriar al aire a temperatura ambiente.

Austenitizar y enfriar en horno (recocido):

1. Este proceso también se conoce como recocido. Durante el recocido, el acero pasa por las siguientes historias de temperatura:
   1. Austenitizar:coloque el acero en el horno a 1562 °F en el rango de austenita y manténgalo allí durante una hora hasta que el metal haya alcanzado su temperatura de equilibrio y la estructura de solución sólida correspondiente.
   2. Frío en horno:enfríe el acero lentamente en el horno. Deje que la temperatura baje de 1562 °F a 1292 °F durante un período de diez horas.
   3. Enfriamiento al aire:Saque el acero del horno y déjelo enfriar al aire a temperatura ambiente.

Austenitizar y Enfriar:

1. Austenitizar:coloque el acero en el horno a 1562 °F en el rango de austenita y manténgalo allí durante una hora hasta que el metal haya alcanzado su temperatura de equilibrio y la estructura de solución sólida correspondiente.
2. Apagar:retire rápidamente el acero del horno, sumérjalo en un recipiente grande con agua a temperatura ambiente y revuélvalo enérgicamente. Cuando se usa acero 1045, se usa agua a temperatura ambiente como medio de enfriamiento.

Apagar:Rápidamente retire el material del horno, sumérjalo en un gran depósito de agua a temperatura ambiente y revuelva vigorosamente.

Para el acero 1045, el medio de enfriamiento es agua a temperatura ambiente (para otros aceros, se utilizan otros medios de enfriamiento como aceite o salmuera).

4. Austenitizar, templar y revenido:

1. Austenitizar:coloque el acero en el horno a 1562 °F en el rango de austenita y manténgalo allí durante una hora hasta que el metal haya alcanzado su temperatura de equilibrio.
2. Apagar:retire rápidamente el acero del horno, sumérjalo en un recipiente grande con agua a temperatura ambiente y revuélvalo vigorosamente.
3. Temperamento:
   1. Lleve el acero a la temperatura de templado y manténgalo allí durante unas 2 horas.
   2. Existe una gama de diferentes temperaturas de templado. Para acero 1045, el rango es de 392 a 932 °F.
   3. Las diferentes temperaturas conducen a diferencias en las propiedades mecánicas.
   4. Las temperaturas más bajas dan un mayor límite elástico pero menor tenacidad y ductilidad.
   5. Las temperaturas más altas dan menor resistencia pero aumentan la tenacidad y la ductilidad.
4. Enfriamiento al aire:Saque el acero del horno y déjelo enfriar al aire a temperatura ambiente.