1.- Título "Tratamientos Térmicos".
2.- Objetivo.
Se pretende dar al lector una visión práctica de lo
estudiado en teoría, familiarizarse con los términos más comunes utilizados en
los tratamientos térmicos y relacionar los cambios estructurales que teóricamente
se producen con los cambios en las propiedades mecánicas de los metales.
3.- Definición.
3.- Definición.
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de
operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de
temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de
los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar
sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza,
la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se
aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la
fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos
térmicos diversos a los cerámicos.
4.- Tipos de tratamientos Térmicos.
En el siguiente diagrama podemos observar de manera general
la clasificación y los tipos de tratamientos térmicos:
- Recocido
El recocido es un tratamiento
térmico cuya finalidad es el ablandamiento, la recuperación de la
estructura o la eliminación de tensiones internas generalmente en metales.
Cualquier metal que haya sido tratado tiene como resultado
una alteración de las propiedades físicas del mismo. El recocido consiste en
calentar el metal hasta una determinada temperatura para después dejar que se
enfríe lentamente, habitualmente, apagando el horno y dejando el metal en su
interior para que su temperatura disminuya de forma progresiva. El proceso
finaliza cuando el metal alcanza la temperatura ambiente. Mediante la
combinación de varios trabajos en frío y varios recocidos se pueden llegar a
obtener grandes deformaciones en metales que, de otra forma, no podríamos
conseguir- Temple
Es un tratamiento térmico consistente en el rápido
enfriamiento de la pieza para obtener determinadas propiedades de los
materiales. Se evita que los procesos de baja temperatura, es comúnmente
utilizado para endurecer el acero mediante la introducción de martensita, en
cuyo caso el acero debe ser enfriado rápidamente a través de su punto
eutectoide, la temperatura a la que la austenita se vuelve
inestable.
- Revenido
Es un tratamiento complementario del temple, que
regularmente sigue a éste. A la unión de los dos tratamientos también se le
llama "bonificado". El tratamiento de revenido consiste en calentar
al acero, después del normalizado o templado, a una temperatura menor ala inferior
crítica, seguido de un enfriamiento controlado que puede ser rápido cuando se
deseen resultados elevados en tenacidad, o lento, para reducir al máximo las
tensiones térmicas que puedan causar deformaciones. El propósito fundamental
es disminuir la gran fragilidad que tienen los aceros tras el
tratamiento de temple.
TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS
- Cementación
La cementación es un tratamiento termoquímico que se aplica en piezas
de acero. El proceso aporta carbono a la superficie
mediante difusión, que se impregna modificando su composición. La
cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar
su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de
acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte
de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de carbono.
- Cianuración
La cianuración es un tratamiento termoquímico que
se da a los aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura y
resistente al desgaste, se debe efectuar un baño de cianuro fundido. La
cianuración se puede considerar como un tratamiento intermedio entre
la cementación y la nitruración ya que el endurecimiento se
consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno a
una temperatura determinada.
- Nitruración
La nitruración es un tratamiento termoquímico que
se le da al acero. El proceso modifica su composición
añadiendo nitrógeno mientras es calentado. El resultado es un
incremento de la dureza superficial de las piezas. También aumenta la
resistencia a la corrosión y a la fatiga. Una variante de este
tratamiento, es el proceso tenifer.
- Carbonitruración
La carbonitruración busca un endurecimiento superficial del
acero mediante el enriquecimiento simultáneo con nitrógeno y carbono. Se
realiza con aceros de bajo contenido al carbono (tenaces y resistentes a la
fatiga) obteniendo así piezas con superficies de una elevada dureza y
resistencia al desgaste, pero que a su vez conservan un núcleo tenaz.
- Sulfinización
Con la sulfinización se consigue mejorar la resistencia al
desgaste, favorecer la lubricación y evitar el agarrotamiento. Las piezas
sulfinizadas tienen una duración de 5 a 6 veces más que las que no fueron
tratadas. La incorporación superficial de azufre genera sulfuro de
hierro (S2Fe) como inclusión no metálica (impureza).
TRATAMIENTOS
- Forja en caliente
Generalmente, el forjado en caliente es el proceso de
fabricación y conformación de metales a través del martilleo, prensado o
laminación. La forja en caliente implica una deformación de metal a una
temperatura y a una tensión tal que la recristalización del material se produce
simultáneamente con la deformación, evitando así el endurecimiento. Para esto,
la temperatura de la pieza debe de mantenerse durante todo el proceso.
- Forja en frió
La forja se refiere a darle forma a los metales para
producir formas y tamaños específicos. Los forjadores crean productos usando
procesos que no derriten por completo el metal, y luego lo vierten en moldes.
Los forjadores estampan, presionan, martillan y comprimen el metal para
deformarlo y lograr la forma deseada.
TRATAMIENTOS TERMOMECANICOS
- Ausforming
Tratamiento derivado del temple martensitico normal y se
realiza deformando del 60% al 90% del acero una vez calentado a temperatura de
temple, evitando la recristalización de la austenita. Posteriormente se enfría
de manera tradicional práctica del Ausforming, Los aceros para ausforming son
de bajo contenido de carbono, inferior al 0,5%, alto en silicio, con 1,5% de
media, aleados con cromo, níquel, molibdeno y algunas veces vanadio.
El proceso del ausforming se aplica en la fabricación de
barras de torsión, muelles y multitud de piezas aerodinámicas.
5.- Ejemplos de uso (al menos 3 diferentes).
Usos del revenido
El tratamiento térmico está íntimamente ligado a todas las
actividades humanas, la mayoría de los equipos o herramientas que utilizamos en
nuestro día a día, así como las máquinas que los producen han sido sometidas a
un tratamiento térmico, componentes para la industria automotriz, industria del
plástico, del vidrio, de la cerámica, equipos agrícolas, industria química,
componentes para la aeronáutica, etc... Todo funciona mejor y por más tiempo
por los beneficios de un buen tratamiento térmico.
Usos del temple
El acero de temple total más comúnmente usado para los
rodamientos es un acero al cromo rico en carbono, que contiene aproximadamente
un 1% de carbono y un 1,5% de cromo según la normativa ISO 683-17:1999. A día
de hoy, el acero al cromo es uno de los aceros más antiguos y más investigados,
debido a que las exigencias de duración de los rodamientos son cada vez
mayores. La composición de este acero para rodamientos ofrece un equilibrio
óptimo entre la fabricación y el rendimiento de la aplicación. Normalmente,
este acero recibe un tratamiento térmico martensítico o bainítico, durante el
cual se endurece hasta un rango de 58 a 65 HRC.
Usos del recocido
El alambre recocido es uno de los derivados del Alambrón el
cual se trela hasta alcanzar el diámetro requerido y posteriormente se
calienta en un horno para eliminar excesos de carbono, para hacerlo maleable.
Características:
*Peso y tamaño ideal que facilita su manejo y transporte.
*Suavidad uniforme a lo largo de todo rollo que facilita su
utilización al momento de ser doblado o anudado a mano
Ventajas:
*Ventajas de Recocido sin cascarilla
*Mejor calidad del
recocido.
*Mínima variación en sus propiedades mecánicas
*Menor suciedad al momento de trabajarlo
*Misma suavidad a lo
largo de todo el alambre
6.- Resumen sobre la importancia de los tratamientos térmicos en VW.
Como ya se ha mencionado anteriormente la importancia de los tratamientos térmicos en todos los ámbitos de la industria ha
facilitado muchas tareas y mejorado la vida útil de los materiales, reduciendo así
los costos.
Dentro de VW los tratamientos térmicos juegan un rol
importante ya que se utilizan en muchas partes, desde un tornillo templado
hasta las enormes prensas que requieren de una dureza impresionante en sus
herramentales para la fabricación de carrocerías.
El uso de nuevos materiales y la aleación de estos mismos ha
mejorado muchas propiedades de los metales haciéndolos más prácticos y adaptándolos
a las nuevas exigencias que demanda el mercado industrial.
7.- Cuestionario.
8.-Liga para dibujo
9.- Referencia y bibliografía.
7.- Cuestionario.
8.-Liga para dibujo
9.- Referencia y bibliografía.
