servicios de tratamiento térmico solo se aplican a las piezas de material que tienen requisitos de rendimiento. La esencia del tratamiento térmico es calentar el metal y luego enfriarlo, con el propósito de mejorar la dureza y la resistencia del metal mientras se libera el estrés interno. El estrés interno en los materiales proviene principalmente de la fundición, forja, procesamiento a presión, soldadura y mecanizado. Realizar calor y tratamiento en los materiales de las piezas puede cumplir con los requisitos de seguridad y rendimiento mecánico de la mayoría de los componentes de máquinas herramienta, piezas estructurales y accesorios.
¿Qué es el tratamiento térmico?
El tratamiento térmico es un proceso de fabricación en el que los materiales o piezas metálicas se calientan, se mantienen a una temperatura determinada y se enfrían en condiciones controladas. Su objetivo es modificar la microestructura interna del material para conseguir la dureza, la resistencia, la tenacidad, la resistencia al desgaste y la estabilidad dimensional especificadas.
El recocido, la normalización, el temple, el revenido, el tratamiento térmico de solución y el envejecimiento modifican principalmente la microestructura y las propiedades mecánicas del material. Los tratamientos termoquímicos, como la cementación y la nitruración, también alteran la composición química de la capa superficial de la pieza.
El tratamiento térmico no suele alterar la forma básica de la pieza, pero provoca un cierto grado de variación dimensional y deformación. Por lo tanto, el tratamiento térmico debe planificarse junto con las operaciones de mecanizado en bruto, mecanizado de acabado y rectificado.
Proceso de tratamiento térmico
- Confirma los requisitos técnicos:Comprueba el tipo de material, el estado inicial, el rango de dureza, la profundidad de cementación, la tolerancia a la deformación y la norma de inspección.
- Realiza el pretratamiento:Eliminar el aceite, el óxido, el líquido de corte y los óxidos. Realizar el temple y el revenido o el alivio de tensiones cuando sea necesario.
- Carga correctamente la caldera:Establece la dirección de carga, las posiciones de los soportes y el espaciado en función de la geometría y el espesor de pared de la pieza para reducir el calentamiento desigual y la deformación.
- Calentar y dejar en remojo:Controla la velocidad de calentamiento, la temperatura objetivo y el tiempo de mantenimiento según el proceso especificado, de modo que se complete la transformación microestructural.
- Enfriar o apagar:Selecciona el enfriamiento en horno, el enfriamiento por aire, el enfriamiento rápido en aceite, el enfriamiento rápido en agua, el enfriamiento rápido con polímeros o el enfriamiento con gas a alta presión, según el material.
- Realizar operaciones posteriores al tratamiento:Realizar operaciones de templado, envejecimiento, limpieza, enderezado, granallado, rectificado o pulido, según sea necesario.
- Realizar una inspección de calidad:Comprobar la dureza, la profundidad efectiva de cementación, la microestructura, las grietas, la deformación y las dimensiones críticas, y conservar los registros de cada lote del horno.
¿Por qué las piezas mecanizadas requieren un tratamiento térmico?
El estado en que se suministra la materia prima no permite cumplir directamente todos los requisitos de servicio de la pieza acabada. El mecanizado, la forja, la soldadura y el conformado en frío también generan tensiones residuales que afectan a la estabilidad dimensional.
El tratamiento térmico adapta las propiedades del material en función de la función de la pieza:
- Engranajes y componentes del eje requieren una mayor dureza superficial, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga.
- Los moldes requieren un equilibrio entre la resistencia al desgaste superficial, la resistencia a la compresión y la tenacidad del núcleo.
- Las piezas de precisión requieren un tratamiento de eliminación de tensiones residuales para reducir la deformación tras el mecanizado de acabado.
- Las aleaciones de aluminio adquieren resistencia mediante el tratamiento térmico de solubilización y el envejecimiento.
- Los aceros con alto contenido en carbono y los aceros para herramientas mejoran su maquinabilidad y conformabilidad mediante el recocido.
- Carburación o nitruración crea una capa superficial endurecida, al tiempo que conserva un núcleo resistente.
La secuencia del tratamiento térmico debe organizarse en función de las propiedades finales requeridas. El templado de alivio de tensiones se suele realizar tras el mecanizado en bruto. El endurecimiento final, la cementación o la nitruración deben planificarse teniendo en cuenta el margen de mecanizado de acabado.
Principales ventajas del tratamiento térmico
- Aumenta la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste del material.
- Mejora la tenacidad y reduce el riesgo de fractura por fragilidad.
- Aumenta la resistencia a la fatiga y la capacidad de carga por contacto.
- Elimina o reduce la tensión residual.
- Mejora la estabilidad dimensional de las piezas de precisión.
- Mejora la maquinabilidad y la conformabilidad del material.
- Crea una combinación de una superficie dura y un núcleo resistente.
- Prolonga la vida útil de engranajes, ejes, moldes y piezas resistentes al desgaste.
Problemas habituales en el tratamiento térmico y sus soluciones
| Problema habitual | Causa principal | Solución |
|---|---|---|
| Dureza insuficiente o desigual | Temperatura, tiempo de mantenimiento o velocidad de enfriamiento incorrectos; sobrecarga del horno | Comprueba los registros de temperatura del material y del horno y, a continuación, optimiza la disposición de la carga, el tiempo de mantenimiento a temperatura y los parámetros de enfriamiento. |
| Fisuración por enfriamiento rápido | Velocidad de enfriamiento excesiva, concentración de tensiones en las esquinas afiladas o recocido tardío | Optimizar los radios de las esquinas, ajustar el método de temple, realizar el revenido sin demora y llevar a cabo una inspección para detectar grietas |
| Distorsión y deformación | Tensiones residuales, espesor de pared irregular, soporte inadecuado o enfriamiento desigual | Realizar el tratamiento de alivio de tensiones tras el mecanizado en bruto, sujetar las piezas correctamente y prever holguras para el enderezado y el mecanizado de acabado. |
| Oxidación y descarburación | Un sellado deficiente del horno, la contaminación de la superficie o un control inadecuado de la atmósfera | Limpia las piezas, revisa las juntas del horno y utiliza una aspiradora o una atmósfera protectora controlada. |
| Granos gruesos o quemaduras | Temperatura de calentamiento o tiempo de remojo excesivos | Calibrar el sistema de control de temperatura y evaluar la microestructura de acuerdo con las especificaciones del material; las piezas quemadas deben descartarse. |
| Profundidad de la caja incorrecta | Temperatura, tiempo, potencial de carbono o potencial de nitrógeno incorrectos | Ajustar los parámetros del proceso y comprobar el gradiente de dureza, la profundidad efectiva de cementación y la microestructura. |
Si se detectan grietas, quemaduras o deformaciones graves, las piezas deben retirarse inmediatamente de la línea de producción. Es necesario realizar ensayos de dureza, microestructura, dimensiones y ensayos no destructivos antes de decidir si las piezas deben someterse a un reprocesamiento o ser rechazadas.
Precauciones de seguridad operativa en el tratamiento térmico
Operaciones a alta temperatura
Los operarios deben llevar gafas de seguridad, una pantalla facial, guantes resistentes al calor, ropa de protección y calzado de seguridad. Las piezas calientes deben manipularse con herramientas específicas, cestas o equipos de elevación.
Hornos y equipos
Antes de poner en marcha el horno, compruebe la puerta del horno, los termopares, las alarmas de sobrecalentamiento, las tuberías de gas y los enclavamientos de seguridad. Los dispositivos de seguridad no deben retirarse ni puestarse fuera de servicio bajo ningún concepto. Las fuentes de energía eléctrica, de gas, hidráulica y neumática deben desconectarse y aislarse antes de realizar cualquier tarea de mantenimiento.
Atmósferas protectoras
Cuando se utilicen amoníaco, hidrógeno, monóxido de carbono u otros gases de proceso, deberá mantenerse una ventilación adecuada y deberán seguirse los procedimientos especificados de comprobación de fugas y purga. La zona de trabajo deberá estar equipada con sistemas de alarma adecuados a los riesgos que plantean los gases utilizados.
Operaciones de temple
Se deben controlar la temperatura, el nivel, el contenido de agua y la circulación del medio de enfriamiento. Los operarios no deben situarse en la dirección de posibles salpicaduras. Los equipos de enfriamiento en aceite deben estar provistos de una cubierta resistente al fuego, un sistema de extracción de humos y equipos adecuados de extinción de incendios.
Baños de sal y productos químicos
Las piezas que se sumerjan en un baño de sal deben estar completamente secas para evitar salpicaduras provocadas por la humedad. Los productos químicos deben estar debidamente etiquetados e ir acompañados de fichas de datos de seguridad. Además, deben almacenarse por categorías y disponer de instalaciones adecuadas para el control de derrames.
Levantamiento y aislamiento
Los equipos de elevación deben cumplir con la carga nominal requerida. Las piezas calientes deben colocarse en una zona de aislamiento claramente señalizada y no deben tocarse ni trasladarse hasta que se haya comprobado su estado.
Protección en caso de emergencia
La zona de trabajo debe estar equipada con lavadores de ojos, duchas de emergencia, equipos de extinción de incendios, materiales para el control de derrames y vías de evacuación sin obstáculos. Los operarios también deben recibir formación sobre el manejo de los equipos, la manipulación de productos químicos y la respuesta ante emergencias.
Tipos de tratamiento térmico
Existen principalmente cuatro métodos comunes de tratamiento térmico: recocido, normalizado, temple y revenido. Los diferentes procesos de tratamiento térmico requieren diferentes tiempos de procesamiento, y las propiedades mecánicas también varían. Elegir el proceso de tratamiento térmico adecuado puede lograr la reorganización de los componentes internos en diferentes materiales. A continuación, presentamos varios procesos de tratamiento térmico que usamos comúnmente.
Tratamiento térmico de recocido
Tratamiento térmico de recocido adopta el calentamiento y luego el enfriamiento lento dentro del horno de calentamiento. El costo de tiempo es relativamente alto. Principalmente resuelve el problema del estrés residual en los materiales, mientras reduce la dureza del material, lo cual es beneficioso para el corte y mecanizado posteriores.
Tratamiento térmico de normalizado
Tratamiento térmico de normalizado consiste en calentar el metal hasta que se vuelva de color rojo oscuro y luego exponerlo al aire para enfriar. La eficiencia del tratamiento térmico es más rápida que el recocido. El tratamiento de normalizado no reduce la dureza del material, y cuando fresado las piezas normalizadas, desaparece el problema previo de adherencia de herramientas.
Tratamiento térmico de temple
El temple consiste en calentar el metal hasta su temperatura crítica y luego enfriarlo rápidamente (enfriamiento a alta velocidad), generalmente mediante enfriamiento en agua o aceite (el aceite también puede calentarse para el temple según los requisitos de rendimiento del material).
El tratamiento de revenido
El tratamiento de revenido se usa después del temple. Puede reducir la dureza, eliminar parte del estrés interno en el material, mejorar la ductilidad del metal y evitar una fragilidad y fractura excesivas. El temple también puede calentar áreas específicas del material y enfriarlas rápidamente para controlar la dureza local, como el temple superficial de cuchillos de cocina y engranajes, lo que puede prevenir grietas completas bajo fuerzas de impacto altas.
Los procesos de revenido se dividen en revenido a baja temperatura, revenido a temperatura media y revenido a alta temperatura. El revenido a baja temperatura se usa principalmente para herramientas de corte, el revenido a temperatura media se usa principalmente para piezas elásticas como resortes, y el revenido a alta temperatura se usa principalmente para ejes, piezas estructurales y otros componentes resistentes a impactos.
Entre ellas, el temple + revenido a alta temperatura también se llama temple y revenido. Ejemplos comunes incluyen el temple y revenido del acero 45, y el temple y revenido del 40Cr, que pueden mejorar eficazmente la resistencia, tenacidad, resistencia a la fatiga y resistencia al impacto de las piezas terminadas.
Otros tratamientos térmicos:
Tratamiento térmico al vacío
Tratamiento térmico al vacío es el proceso de colocar las piezas en un horno de tratamiento térmico al vacío para calentamiento y enfriamiento por radiación térmica. Puede realizar casi todos los procesos de tratamiento térmico, incluyendo carburizado y nitrurado. Los procesos de enfriamiento incluyen temple con gas, temple con agua, temple con aceite y temple con sal nitrato. La ventaja de los servicios de tratamiento térmico al vacío es que previene la oxidación, la descarbonización y el carburizado de los materiales, mientras reduce significativamente el contenido de hidrógeno en los materiales y previene la fragilización por hidrógeno.
Se utilizan métodos de calentamiento y enfriamiento controlados por ordenador, y el tratamiento térmico en horno de vacío elimina la necesidad de manipular piezas calientes mientras evita los riesgos de volatilización de metal en la superficie y deformación, con buena estabilidad y operación segura.
Tratamiento de solución
El tratamiento térmico de solución consiste en calentar un metal a 800–1200 °C, mantenerlo durante un período dependiendo de la composición y el espesor del material, de modo que los carburos y otros precipitados se disuelvan en la matriz. Luego, el material se enfría rápidamente, generalmente por temple en agua o aceite. Se usa principalmente para aceros inoxidables austeníticos. El objetivo del tratamiento de solución es restaurar la resistencia a la corrosión y suavizar la microestructura. Si se aplica revenido después del tratamiento de solución, los carburos pueden precipitarse nuevamente, lo que puede conducir a corrosión intergranular. Para mejorar propiedades específicas, se recomienda el recocido de alivio de tensiones o el tratamiento de estabilización. Durante el calentamiento, el material debe pasar rápidamente por el rango de temperatura de sensibilización.
El tratamiento térmico continuo
El tratamiento térmico continuo se usa principalmente para mejorar el rendimiento y la estructura de piezas estándar en lote. Utiliza equipos de calentamiento continuo para realizar control de temperatura en línea de producción unificado, transporte y tratamiento de enfriamiento unificado para las piezas en lote, mejorando en gran medida la velocidad del tratamiento térmico de las piezas en lote.
Consejos:
1. No todos los procesos de enfriamiento se consideran temple, y no todos los materiales requieren revenido después del temple. Los ingenieros de Weldo pueden recomendar el tratamiento térmico adecuado según las condiciones de servicio de la pieza.
2. La velocidad de enfriamiento afecta directamente las propiedades del material. Un enfriamiento más lento generalmente reduce la fragilidad, dureza y tensión interna, mientras mejora la tenacidad y la maquinabilidad.
Hemos proporcionado el siguiente resumen de los 4 principales procesos de tratamiento térmico para facilitar su mejor comprensión.
| Proceso | Descripción |
|---|---|
| Recocido | Conservación del calor + enfriamiento lento + enfriamiento a temperatura ambiente (velocidad de enfriamiento lenta) |
| Normalización | Enfriamiento a temperatura ambiente (ritmo de enfriamiento moderado) |
| Templado | Enfriamiento en medio líquido de metal a alta temperatura (ritmo de enfriamiento muy rápido) |
| Revenido | Reducir la fragilidad de los materiales templados manteniendo la resistencia |
Tratamiento térmico de distintos metales
Debido a las diferentes composiciones de los materiales metálicos, existen diferentes detalles en el tratamiento térmico de metales. A continuación, se presenta una breve introducción a los métodos comunes de tratamiento térmico de metales. Tratamiento térmico del aluminio.
Para mejorar la resistencia,
el tratamiento térmico 6061, es un proceso necesario. El proceso de tratamiento térmico de aluminio más común es el es tratamiento T6.
Calentamos el aluminio 6061 a 530±5 ℃, permitiendo que los elementos magnesio y silicio se disuelvan completamente en la matriz de aluminio. Este paso se llama tratamiento térmico de solución de aluminio. Después del tratamiento de solución, se realiza un templado rápido en agua (temperatura del agua de 20 a 80 grados, la temperatura del agua y el tamaño del tanque se seleccionan según el tamaño y grosor de la pieza de aluminio. El tanque de agua debe ser más grande que la pieza, y la pieza debe estar completamente sumergida). Luego, mediante envejecimiento artificial a 175℃ durante 8-10 horas, el estado de elementos de aleación como magnesio, silicio y aluminio queda “sellado”. Después tratamiento térmico de aluminio 6061 se completa, en comparación con antes es un proceso necesario. El proceso de, la dureza Brinell aumenta del estado O original de 30HB a más de 95HB. La resistencia es comparable a la del acero de aleación.
Tratamiento térmico de acero inoxidable
tratamiento térmico de acero inoxidable se divide en tres tipos según las diferentes composiciones internas: acero inoxidable austenítico, martensítico y ferrítico, y los métodos de tratamiento térmico son diferentes.
Tratamiento térmico de acero inoxidable austenítico
Austenítico tratamiento térmico de acero inoxidable (304, 316, 310L, 316L, etc.) implica principalmente tratamiento de solución + eliminación de sensibilización + alivio de tensiones: primero se calienta a 1050～1150℃ y se mantiene lo suficiente, permitiendo que todos los carburos se disuelvan en la matriz para completar la austenitización en solución, luego se enfría rápidamente en agua / aire hasta temperatura ambiente para obtener una estructura de austenita uniforme de fase única, restaurando la resistencia a la corrosión y la plasticidad óptimas, sin templado ni formación de martensita durante todo el proceso.
Tratamiento térmico de acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico se ablanda primero mediante recocido a 800～880℃, luego se calienta a 950～1060℃ y se mantiene, seguido de enfriamiento en aceite o enfriamiento rápido en aire para formar una estructura martensítica de alta dureza y alta tensión. Luego se evita el rango de temperatura frágil de sensibilización de 400～600℃, y se utiliza templado a baja temperatura a 180～250℃ para mantener alta dureza y resistencia a la corrosión, o templado a alta temperatura a 600～700℃ para mejorar la tenacidad, eliminar tensiones internas y reducir la fragilidad por templado, obteniendo finalmente un acero martensítico que cumple con los requisitos de la aplicación. El acero inoxidable martensítico en sí no contiene martensita de forma inherente. La martensita solo se forma después de la austenitización + enfriamiento rápido.
Tratamiento térmico de acero inoxidable ferrítico
El tratamiento térmico del acero inoxidable ferrítico se realiza mediante recocido y enfriamiento a 600-800℃. Las piezas ferríticas no requieren tratamiento de templado (se prohíbe el enfriamiento en agua), porque el acero inoxidable ferrítico tiene un alto contenido de cromo y muy bajos contenidos de níquel, nitrógeno y manganeso. Incluso cuando se calienta a la temperatura crítica, no puede ocurrir deformación de la red y no se puede lograr la austenitización.
Cabe señalar que el tratamiento térmico del acero inoxidable no puede mejorar su dureza y resistencia, pero la forja o martillado pueden cambiar su estructura de red, mejorando así la dureza y la resistencia.
Tratamientos térmicos del acero
Tratamiento térmico del acero es un proceso clave de fabricación que modifica la microestructura interna del acero controlando los procesos de calentamiento, mantenimiento y enfriamiento, mejorando así la dureza, resistencia, resistencia al desgaste y tenacidad. Los diferentes tipos de acero tienen diferentes requisitos para tratamiento térmico acero procesos, y selección de adecuados tratamientos térmicos del acero las soluciones afectan directamente la vida útil y el rendimiento de mecanizado de las piezas.
Acero al carbono
El acero al carbono tiene bajo costo, y mediante el uso adecuado tratamiento térmico del acero, se puede obtener una mejor dureza y propiedades mecánicas.
El acero al carbono pasa por normalización/recocido para refinar los granos, suavizar y acondicionar la estructura, seguido de austenización a alta temperatura y mantenimiento + templado en agua/aceite para formar martensita dura y frágil, y finalmente templado a diferentes temperaturas para ajustar la dureza, tenacidad y estrés interno, completando el tratamiento térmico general de endurecimiento y tenacidad.
El acero de bajo carbono se usa generalmente para piezas estructurales que requieren alta tenacidad y rendimiento en soldadura; el acero de carbono medio y alto carbono se utilizan ampliamente en ejes, engranajes, accesorios de moldes y piezas resistentes al desgaste.
Acero para herramientas
El proceso de tratamiento térmico del acero para herramientas comienza con precalentamiento, seguido de austenización a alta temperatura y mantenimiento, luego templado en agua/aceite/bath de sal para obtener martensita de alta dureza, y finalmente templado a baja temperatura para eliminar tensiones, estabilizar la estructura y reducir la fragilidad, manteniendo así una alta dureza.
El acero para herramientas se usa principalmente en herramientas de corte, matrices de estampado, moldes de conformado y otras condiciones de trabajo de alta carga. Entre ellas, tratamiento térmico del acero D2 es comúnmente utilizado para matrices de trabajo en frío y herramientas de corte de alta resistencia al desgaste, que pueden obtener una excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional después de un tratamiento térmico adecuado.
Y tratamiento térmico del acero A2 para herramientas es más utilizado en moldes de precisión y herramientas de corte, logrando un buen equilibrio entre dureza y tenacidad.
Acero de Aleación
Debido a la adición de elementos de aleación como cromo, molibdeno y níquel, el acero de aleación tiene mayor resistencia y capacidad de endurecimiento. El tratamiento térmico del acero de aleación implica primero calentar a la temperatura de austenización y mantener, luego templar para enfriamiento rápido y formar martensita, seguido de templado a baja/media/alta temperatura según las condiciones de trabajo para refinar los granos y lograr una relación entre resistencia y tenacidad; si es necesario, se utilizan recocido y normalizado como tratamiento térmico preliminar.
Nuestra empresa recibe con frecuencia pedidos para mecanizado CNC personalizado utilizando aceros aleados 4140 y 4340; ambos materiales comúnmente pasan por tratamiento térmico.
El tratamiento térmico del acero 4140 se usa ampliamente en ejes de transmisión, engranajes, acoplamientos y otras piezas, proporcionando buena resistencia, resistencia a la fatiga y resistencia al impacto.
Bajo cargas mayores o condiciones de trabajo más severas, 4340 tratamiento térmico del acero es comúnmente utilizado en piezas aeroespaciales, maquinaria pesada y componentes estructurales de alta resistencia, logrando propiedades mecánicas más excelentes en conjunto.
En la producción real, Factores de tratamiento térmico que afectan la dureza de los aceros incluye principalmente:
Contenido de carbono del acero,Control de temperatura de calentamiento,Tiempo de mantenimiento,Velocidad de enfriamiento,Contenido de elementos de aleación.
Según la composición de diferentes grados de acero, seleccionar un plan de tratamiento térmico adecuado puede aprovechar al máximo las ventajas de rendimiento de Tratamiento térmico del acero y cumplir con los requisitos de diferentes industrias en cuanto a resistencia, tenacidad, resistencia a la corrosión y maquinabilidad del acero.
Tratamiento térmico del titanio
Las aleaciones de titanio se dividen en tipo α, tipo α+β y tipo β. El tipo α solo pasa por alivio de tensiones o recocido de recristalización para suavizar y estabilizar la estructura; los tipos α+β y β pueden adoptar tratamiento de solución a alta temperatura y enfriamiento rápido para obtener estructuras metastables, seguidos de envejecimiento a temperatura media para precipitar fases de endurecimiento y mejorar la resistencia. Todo el proceso de tratamiento térmico requiere protección en vacío o argón para prevenir la oxidación y la fragilización por hidrógeno, evitando la zona de fragilización de 300 a 500°C y controlando estrictamente que no supere el punto de transición de fase β para prevenir el coalescimiento de granos.
¿Qué piezas de plástico técnico requieren un tratamiento térmico?
El tratamiento térmico de los plásticos técnicos incluye principalmente el recocido, el alivio de tensiones, la estabilización térmica y el poscurado. Su objetivo no es crear una capa endurecida similar a la de los metales, sino aliviar las tensiones residuales, estabilizar la cristalinidad y controlar la deformación durante el mecanizado.
La necesidad de un tratamiento térmico depende del estado de la materia prima, la cantidad de material eliminado, la geometría de la pieza, las tolerancias y la temperatura de servicio. Las chapas y las barras prerecocidas no requieren automáticamente un segundo tratamiento. Las piezas con una eliminación de material considerable, geometrías asimétricas o tolerancias estrictas deben someterse a una nueva evaluación para detectar tensiones internas tras el mecanizado en bruto.
PEEK
PEEK Es un plástico semicristalino de alto rendimiento. El recocido libera la tensión residual generada durante la extrusión, el moldeo por inyección y el mecanizado. Además, estabiliza la estructura cristalina del material.
Este tratamiento es adecuado para asientos de válvulas de precisión, anillos de estanqueidad, casquillos, engranajes, impulsores y accesorios para semiconductores. Las piezas de PEEK que requieran un gran desbaste o un uso prolongado a altas temperaturas deben someterse a un recocido intermedio tras el mecanizado en bruto. Los grados reforzados con fibra de vidrio y fibra de carbono requieren perfiles de temperatura desarrollados específicamente para sus formulaciones concretas.
POM
POM Ofrece una buena maquinabilidad, pero las chapas gruesas y las barras de gran diámetro pueden retener tensiones derivadas del proceso de fabricación. Un mecanizado intensivo por una sola cara puede provocar deformaciones y cambios dimensionales.
Los engranajes de precisión, las correderas, las levas, los rodillos, los casquillos y los cuerpos de válvulas son aptos para el tratamiento de alivio de tensiones tras el mecanizado en bruto. El calentamiento y el enfriamiento deben ser graduales. La temperatura de tratamiento debe mantenerse dentro del rango especificado por el proveedor del material.
PA6, PA66 y PA12
Las dimensiones de nylon Los materiales se ven afectados tanto por la tensión residual como por el contenido de humedad. El recocido elimina las tensiones derivadas del moldeo y el mecanizado. El acondicionamiento de la humedad establece el contenido de humedad necesario para el entorno de uso.
Este proceso es adecuado para engranajes, rodillos, carriles guía, casquillos y almohadillas de desgaste de nailon. Tras el tratamiento térmico, las piezas deben alcanzar el equilibrio de temperatura y humedad especificado antes de la inspección dimensional final.
PPS
El PPS ofrece resistencia a las altas temperaturas, resistencia química y aislamiento eléctrico. La estabilización térmica controla la cristalinidad y reduce las variaciones dimensionales durante el funcionamiento a altas temperaturas.
Entre las piezas más habituales se encuentran los componentes de bombas y válvulas, los soportes aislantes, los conectores, las carcasas de sensores y los componentes de equipos semiconductores. Las piezas de PPS con tolerancias ajustadas o que vayan a estar expuestas a altas temperaturas durante un periodo prolongado deben completar su estabilización dimensional antes del mecanizado de acabado.
PEI, PSU y PESU
El PEI, el PSU y el PESU son plásticos amorfos resistentes a altas temperaturas. El recocido para aliviar tensiones reduce las tensiones internas generadas durante el mecanizado, la sujeción y el montaje.
Estos materiales se utilizan habitualmente para carcasas de equipos médicos, componentes aislantes, dispositivos de inspección y conectores de fluidos. Las piezas deben calentarse gradualmente, mantenerse a la temperatura especificada y enfriarse lentamente para evitar nuevas tensiones térmicas.
PC y PMMA
PC transparente y PMMA Las piezas pueden retener tensiones residuales tras el mecanizado, el pulido y el montaje. Cuando se exponen a productos de limpieza, adhesivos u otros productos químicos, estas tensiones aumentan el riesgo de que se produzcan grietas.
Las cubiertas protectoras transparentes, las ventanas de visualización, los paneles de los equipos y los soportes ópticos pueden someterse a un recocido para aliviar tensiones. Es necesario controlar las condiciones de soporte y la temperatura de tratamiento para evitar deformaciones o daños en las superficies ópticas.
PTFE y PTFE con relleno
PTFE presenta un elevado coeficiente de dilatación térmica y un comportamiento de fluencia significativo. Las piezas estándar con tolerancias holgadas no requieren automáticamente un tratamiento térmico. Sin embargo, las piezas de gran tamaño, de paredes gruesas y con tolerancias ajustadas requieren una evaluación para garantizar la estabilización dimensional.
Los asientos de válvulas de precisión, los anillos de estanqueidad, los anillos guía, los manguitos aislantes y las juntas de brida de gran tamaño pueden someterse a un proceso de estabilización térmica. El PTFE reforzado con fibra de vidrio, fibra de carbono o bronce requiere unos parámetros de proceso que dependen del tipo de relleno.
Plásticos termoendurecibles y materiales compuestos
La resina epoxi, la resina fenólica, el GFRP y el CFRP se someten a un proceso de poscurado, en lugar del recocido que se aplica a los termoplásticos. El poscurado se lleva a cabo siguiendo la temperatura y el tiempo especificados para que el sistema de resina complete la reacción de reticulación.
Este proceso es adecuado para soportes compuestos, paneles aislantes, moldes, carcasas de equipos y componentes estructurales que soportan carga. Los materiales fabricados siguiendo un programa de curado completo no requieren un postcurado repetido.
¿Cuándo se debe programar el tratamiento térmico?
Las piezas con tolerancias ajustadas, que requieren un desbaste considerable, con geometrías asimétricas, variaciones significativas en el espesor de las paredes o un servicio prolongado a altas temperaturas requieren una evaluación minuciosa para determinar la necesidad de un recocido intermedio. Los materiales reforzados con fibra, los componentes de gran tamaño y las piezas de ajuste de precisión también requieren que se tenga en cuenta el alivio de tensiones tras el mecanizado.
La secuencia recomendada consiste en comprobar el estado de la materia prima, realizar el mecanizado de desbaste, llevar a cabo el tratamiento de alivio de tensiones, enfriar lentamente, establecer el equilibrio de temperatura y humedad, completar el mecanizado de acabado y realizar la inspección final. La temperatura específica, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento deben determinarse en función del tipo de material, el sistema de relleno, el espesor de la pieza y los datos técnicos del proveedor.
Tratamiento térmico post soldadura（pwht）
El estrés de soldadura suele ser causado por una pequeña cantidad de estructura martensítica, por lo que en la fabricación industrial, el tratamiento térmico post soldadura es un proceso muy importante. Especialmente en áreas soldadas de acero y otros materiales metálicos, mediante tratamiento térmico posterior en soldadura, la microestructura de la soldadura y la zona afectada por el calor puede transformarse gradualmente en sorbita, eliminando eficazmente el estrés residual de la soldadura. Tomando como ejemplo la fabricación de cuadros de bicicleta, si se utiliza acero aleado martensítico de bajo carbono, durante el tratamiento térmico después de la soldadura, la estructura del material se transformará aún más en martensita templada en láminas, lo que no solo libera el estrés de soldadura, sino que también mejora significativamente la tenacidad y la resistencia general de las áreas soldadas del cuadro.
Proceso de tratamiento térmico utilizado para fundición
La fundición es la tecnología de procesamiento más básica, y muchas piezas fundidas también requieren tratamiento térmico para mejorar propiedades mecánicas como resistencia y tenacidad. Las funciones específicas son las siguientes.
1. Eliminar tensiones internas
Durante el proceso de solidificación y enfriamiento de las piezas fundidas, debido a diferentes velocidades de enfriamiento en distintas partes, se forma fácilmente tensión residual en su interior. El tratamiento térmico puede liberar estas tensiones y evitar deformaciones, grietas o inestabilidad dimensional en etapas posteriores.
2. Mejorar estructura y rendimiento
Las fundiciones suelen tener problemas como granos gruesos y estructura desigual en estado de fundición, lo cual afecta la resistencia y la tenacidad. A través de tratamientos térmicos como normalización y recocido, se puede optimizar la estructura metallográfica y mejorar las propiedades mecánicas generales.
3. Reducir la dureza y mejorar la maquinabilidad
Algunas fundiciones tienen alta dureza después de la fundición, lo que aumenta la dificultad de mecanizado y el desgaste de las herramientas. A través de tratamientos térmicos como el recocido, se puede reducir la dureza del material, haciendo que los procesos de corte sean más suaves.
Sin embargo, no todas las fundiciones deben someterse a tratamiento térmico. Por ejemplo, algunas fundiciones ordinarias con bajos requisitos de carga y precisión pueden no requerir tratamiento térmico adicional. Pero para fundiciones importantes con requisitos de carga, soporte de presión o alta seguridad, el tratamiento térmico suele ser esencial.
Aplicaciones de tratamientos térmicos
· Fabricación mecánica: engranajes, rodamientos, ejes, sujetadores, piezas mecánicas generales, mejorando la resistencia y la resistencia al desgaste.
· Industria automotriz: motores, cajas de cambios, chasis, componentes de estructura, fortalecimiento y tenacidad, eliminando tensiones de soldadura.
· Industria de moldes y herramientas de corte: matrices de estampado, moldes de inyección, herramientas de corte, herramientas de medición, asegurando alta dureza, alta resistencia al desgaste y sin deformaciones.
· Recipientes a presión y tuberías: calderas, tanques de almacenamiento, tuberías de presión, alivio de tensiones post soldadura PWHT, prevención de grietas y garantía de seguridad.
· Industria aeroespacial y militar: acero de alta resistencia, aleación de titanio, aleación de aluminio, piezas estructurales, tratamiento térmico de precisión, equilibrando alta resistencia y peso ligero.
Resumen
procedimiento de tratamiento térmico es un paso común en el procesamiento de materiales metálicos y desempeña un papel importante en el campo del mecanizado. Lo anterior es el contenido completo del proceso de tratamiento térmico de metales. Si tiene un conocimiento más profundo del tratamiento térmico en el campo del mecanizado o desea materiales y contenidos actualizados, puede póngase en contacto con obtener más experiencia de producción en soldadura y mecanizado. Al mismo tiempo, también ofrecemos presupuestos para procesamiento de metales, como fundición, extrusión, mecanizado cncetc.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Cuáles son los equipos de tratamiento térmico comunes ?
El tratamiento térmico de metales utiliza distintos equipos en función de los materiales específicos, el tamaño de las piezas y los volúmenes de producción. Los hornos de cámara, de foso, de vacío, de baño de sal y de paso continuo permiten llevar a cabo procesos como el recocido, el temple, el revenido y la cementación, mientras que los sistemas de inducción permiten el endurecimiento localizado. La fiabilidad de los resultados depende de la selección del equipo adecuado y del control minucioso de las condiciones de calentamiento, enfriamiento y funcionamiento.
Cómo determinar si la verificación del tratamiento térmico está calificada?
Mediante pruebas de dureza, observación metallográfica, pruebas de propiedades mecánicas, inspección de deformaciones superficiales, pruebas de resistencia a la corrosión y inspección no destructiva, en comparación con las normas de materiales y requisitos del proceso, se determina de manera integral si la dureza del tratamiento térmico, la estructura, la tenacidad, el estrés, la deformación y los defectos cumplen con las normas, lo cual es la verificación de si el tratamiento térmico está calificado.
¿Cuáles son los defectos del tratamiento térmico ?
Fallo de dureza (demasiado alta, demasiado baja, dureza desigual)
Deformación y warping (exceso en la tolerancia dimensional, doblado, torsión)
grietas en el tratamiento térmico son principalmente grietas causadas por un temple inadecuado (microgrietas, grietas en los bordes)
Oxidación y decarburización (escalado superficial, suavizado superficial)
Granos gruesos sobrecalentados (fragilidad del material, reducción de la tenacidad)
¿Qué significa tratamiento térmico de calidad ¿cómo se ve?
Piezas tratadas térmicamente calificadas y de alta calidad: dureza uniforme y calificada, estructura de grano fino, sin deformaciones ni grietas, sin oxidación ni decarburización, baja tensión residual, dimensiones estables y resistencia y tenacidad completas y coincidentes.
Cómo usar máquina de tratamiento térmico ?
Determinación de la temperatura de calentamiento
La temperatura de calentamiento se puede determinar según el punto crítico en el diagrama de fases hierro-carbono, y luego aumentarla en 30-50 grados Celsius. Si no hay equipo de control de temperatura, también se puede usar un imán para la verificación. Cuando la temperatura alcanza el punto Curie, el acero pasa de ser un material magnético a uno no magnético, indicando que el acero ha entrado en la región de acero inoxidable austenítico.
¿Cómo determinar si el temple del acero ha sido exitoso?
Después del temple, la apariencia de la pieza es gris-negra. Se puede usar una lima para realizar una prueba de fricción y observar si ocurre deslizamiento. Si el sonido de fricción es nítido y agudo, con solo una línea blanca superficial y sin polvo que caiga, indica que el temple fue exitoso.