Cómo el tratamiento térmico mejora piezas metálicas: resistencia, alivio de tensiones y mecanizabilidad

El tratamiento térmico mejora propiedades mecánicas, elimina tensiones residuales y mejora mecanizabilidad. Según propósito, dos categorías: preliminar y final.

Tratamiento térmico preliminar

Objetivo: mejorar mecanizabilidad, eliminar tensiones internas, preparar buena estructura metalográfica para tratamiento final. Procesos: recocido, normalizado, envejecido, temple y revenido.

(1) Recocido y Normalizado

• Blanks trabajados en caliente.
• Acero C > 0.5% → recocido para bajar dureza, facilitar corte.
• Acero C < 0.5% → dureza muy baja → pegado a herramienta → normalizado.
• Ambos refinan grano y uniformizan estructura → preparan tratamiento posterior.
• Ubicación: tras fabricación blank, antes desbaste.

(2) Envejecido (Aging / Stress Relieving)

Elimina tensiones internas de fundición y mecanizado.

• Precisión general: un envejecido antes acabado.
• Alta precisión (ej. caja coordenadas): 2 o varios ciclos.
• Piezas simples: generalmente no.
• Fundiciones + piezas precisión baja rigidez (husillos precisión): varios envejecidos entre desbaste y semiacabado para estabilizar precisión.
• Ejes: envejecido tras rectificado.

(3) Temple y Revenido (Quenching & Tempering)

Revenido alta temperatura tras temple. Estructura sorbita templada uniforme y fina → prepara temple superficial y nitruración (reduce deformación). También sirve como preliminar.

Por buenas propiedades mecánicas globales, piezas sin alta dureza/desgaste pueden usarlo como tratamiento final.

Tratamiento térmico final

Objetivo: mejorar dureza, resistencia al desgaste, resistencia mecánica.

(1) Temple (Quenching)

• Temple superficial vs Temple total. Superficial preferido: poca deformación, oxidación/descarbonatación mínima, alta dureza superficial + buena tenacidad núcleo + resistencia impacto.
• Ruta típica: Blank → Forja → Normalizado/Recocido → Desbaste → Temple+Revenido → Semiacabado → Temple superficial → Acabado.

(2) Cementación + Temple (Carburizing & Quenching)

• Aceros bajo C y baja aleación. Aumentar C en capa superficial → tras temple: superficie dura, núcleo con resistencia y tenacidad/ductilidad.
• Cementación total o parcial. Parcial → antiseepage (cobre/antiseepage) en zonas no cementadas.
• Deformación grande; profundidad cementación 0.5–2 mm → proceso entre semiacabado y acabado.
• Ruta: Blank → Forja → Normalizado → Desbaste/Semiacabado → Cementación+Temple → Acabado.
• Si zona no cementada elimina capa excedente tras aumentar margen: operación tras cementación, antes temple.

(3) Nitruración (Nitriding)

• Difusión nitrógeno en superficie → capa nitruros. Mejora: dureza superficial, resistencia desgaste, fatiga, corrosión.
• Temp. baja → deformación pequeña; capa fina (≤ 0.6–0.7 mm) → proceso lo más tardío posible.
• Para reducir deformación: temple de alivio tensiones alta temp. tras mecanizado, antes nitruración.