Tratamiento Térmico del Cobre y Aleaciones de Cobre: Mejora de Resistencia y Rendimiento

Tratamientos térmicos del cobre y aleaciones de Cu

El cobre y sus aleaciones (latón, bronce, alpaca, berilio-cobre, cobre-níquel, etc.) se tratan térmicamente para optimizar propiedades mecánicas, eléctricas, resistencia a corrosión y estabilidad dimensional. Productos finales: hilos, cables, chapas, tubos, barras, forjados, fundiciones, polvo metalúrgico.

1. Homogeneizado (Homogenizing)

Objetivo: Eliminar segregación (coring) y eutécticos de fundición. Disolver fases secundarias, uniformar composición.

Proceso: Calentamiento a T° alta (justo por debajo del sólidus, ej. 800-950°C según aleación) → Mantenimiento prolongado (horas) → Enfriamiento controlado (horno/aire). Crítico para aleaciones con Sn, Ni, Fe (bronces, alpacas, Cu-Ni) antes de trabajo en caliente.

2. Recocido (Annealing)

Objetivo: Ablandar material endurecido por trabajo en frío (recristalización). Recuperar ductilidad, conductividad eléctrica, tenacidad.

Proceso: Calentamiento a T° de recristalización (200-650°C según aleación, deformación previa, tamaño grano objetivo). Mantenimiento corto. Enfriamiento: no crítico (aire, agua).

Tipos:

• Recocido suave (Light anneal): T° ligeramente > Tᵣₑ꜀. Grano fino, buena resistencia residual. Alambres, tubos.
• Recocido blando (Soft anneal): T° significativamente > Tᵣₑ꜀. Grano grueso, máxima blandura, conductividad. Chapas para embutición profunda.

Nota: Aleaciones con Fe (ej. Cu-Fe-P) mantienen grano fino a T° > Tᵣₑ꜀ por pinning de partículas de Fe.

3. Alivio de tensiones (Stress Relieving)

Objetivo: Reducir tensiones residuales de mecanizado, conformado en frío, soldadura, sin alterar dureza/resistencia significativamente. Estabilidad dimensional en servicio.

Proceso: 150-300°C (según aleación) 1-3 h → Enfriamiento aire. T° por debajo de recristalización.

4. Temple en solución + Endurecimiento por precipitación (Solution Heat Treatment & Precipitation Hardening)

Aplicable a aleaciones endurecibles: Be-Cu (C17200, C17510), Cu-Ni-Sn, Cu-Cr, Cu-Cr-Zr, Cu-Co-Be, algunos bronzes Al.

Ciclo:

1. Temple en solución: 750-1000°C (según aleación) → Temple agua/aceite. Solución sobresaturada.
2. Envejecimiento artificial: 300-500°C (ej. Be-Cu: 315-330°C, 2-3 h) → Precipitación fina de fases intermetálicas (γ' Be-Cu, Cr en Cu-Cr) → Alta resistencia (hasta 1400 MPa en Be-Cu), buena conductividad, dureza.

Be-Cu es la aleación de Cu de mayor resistencia, usada en muelles, contactos eléctricos, herramientas antichispas, moldes de inyección.

Tabla resumen: tratamientos típicos por familia de aleación