El tratamiento térmico se utiliza como un paso de mecanizado secundario después del mecanizado CNC.
Su trabajo no termina después de completar el corte CNC de una pieza. Estos componentes básicos pueden tener superficies feas, no ser lo suficientemente fuertes o ser solo un componente que debe combinarse con otros para producir un producto completo. Después de todo, ¿con qué frecuencia usa un dispositivo compuesto por partes distintas?
El punto es que se requieren actividades de posprocesamiento para una variedad de aplicaciones, y lo guiaremos a través de algunos factores para que pueda seleccionar la mejor operación secundaria para su proyecto.
En esta serie de tres partes, veremos los procedimientos de tratamiento térmico, los recubrimientos y las alternativas y consideraciones de instalación de hardware. Cualquiera o todos estos pueden ser necesarios para convertir su producto mecanizado en un estado listo para el cliente. La Parte I de este ensayo cubre el tratamiento térmico, mientras que las Partes II y III analizan la preparación de la superficie y la instalación del hardware.
En esta serie de tres partes, veremos los procedimientos de tratamiento térmico, los recubrimientos y las alternativas y consideraciones de instalación de hardware. Cualquiera o todos estos pueden ser necesarios para hacer la transición de su artículo del estado mecanizado a la condición lista para el cliente. El tema del tratamiento térmico se trata en este artículo.
¿Se realiza el tratamiento térmico antes o después del procesamiento?
Después del mecanizado, el tratamiento térmico es la primera operación a considerar y también es factible considerar el fresado de materiales pretratados. ¿Por qué se debe usar un enfoque sobre otro? La secuencia en la que se eligen el tratamiento térmico y los metales mecanizados puede tener un impacto en las cualidades del material, el proceso de mecanizado y las tolerancias de los componentes.
Cuando emplea materiales tratados térmicamente, afecta su mecanizado, ya que los materiales más duros tardan más en procesarse y el equipo se desgasta más rápido, lo que aumenta los gastos de mecanizado. También es posible cortar la capa endurecida del material y socavar el propósito de utilizar metal endurecido en primer lugar, según el tipo de tratamiento térmico utilizado y la profundidad por debajo de la superficie afectada del material. También es posible que el proceso de mecanizado genere suficiente calor para aumentar la dureza de la pieza de trabajo. Ciertos materiales, como el acero inoxidable, son particularmente propensos al endurecimiento por trabajo durante el mecanizado y se deben tomar precauciones especiales para evitarlo.
Sin embargo, existen varias ventajas al usar un metal calentado. Sus piezas pueden estar sujetas a tolerancias más estrictas utilizando metales endurecidos, y la adquisición de materiales es más fácil porque los metales pretratados son ampliamente accesibles. Además, diferir el tratamiento térmico hasta después del mecanizado agrega otro paso que requiere mucho tiempo al proceso de producción.
El tratamiento térmico después del mecanizado, por otro lado, le brinda más control sobre el proceso de mecanizado. Hay muchas formas diferentes de tratamiento térmico y puede emplear cualquiera de ellas para obtener las cualidades deseadas del material. El tratamiento térmico después del mecanizado garantiza un tratamiento térmico uniforme en la superficie de la pieza. Debido a que el tratamiento térmico solo puede influir en el material hasta una profundidad limitada en los materiales precalentados, el mecanizado puede eliminar el material endurecido en ciertos lugares pero no en otros.
Como se indicó anteriormente, el tratamiento térmico posterior al procesamiento aumenta los costos y prolonga el tiempo de entrega, ya que requiere procedimientos adicionales subcontratados. El tratamiento térmico también puede hacer que los artículos se deformen o distorsionen, lo que puede comprometer las estrictas tolerancias logradas durante el mecanizado.
Tratamiento térmico
El tratamiento térmico a menudo altera las características materiales del metal. Por lo general, esto implica aumentar la resistencia y la dureza del metal para que pueda soportar usos más duros. Ciertos métodos de tratamiento térmico, como el recocido, pueden, por otro lado, disminuir la dureza del metal. Echemos un vistazo a las diversas opciones de tratamiento térmico.
Endurecimiento
El metal se endurece mediante el proceso de endurecimiento. Cuando se golpea, es menos probable que un metal con una dureza más alta se abolle o marque. El tratamiento térmico también mejora la resistencia a la tracción del metal, que es la fuerza con la que el material falla y se rompe. La mayor resistencia del material lo hace más apropiado para aplicaciones específicas.
Para endurecer un metal, la pieza de trabajo se calienta a una temperatura superior a la temperatura crítica del metal, o la temperatura a la que cambian su estructura cristalina y sus características físicas. El metal se mantiene a esta temperatura durante un corto período de tiempo antes de enfriarse en agua, salmuera o aceite. El fluido de enfriamiento está determinado por la aleación del metal. Debido a que cada fluido de temple tiene una velocidad de enfriamiento diferente, la elección se basa en qué tan rápido enfría el metal.
Endurecimiento de la caja
El endurecimiento superficial es un tipo de endurecimiento que afecta únicamente a la superficie exterior del material. Esto se hace a menudo después del mecanizado para generar una capa exterior resistente.
endurecimiento por precipitación
El endurecimiento por precipitación es un método para endurecer ciertos metales utilizando componentes de aleación específicos. El cobre, el aluminio, el fósforo y el titanio se encuentran entre estos elementos. Cuando un metal sólido se calienta durante un largo período de tiempo, estos elementos precipitan o forman partículas sólidas. Esto tiene un efecto sobre la estructura del grano, mejorando la resistencia del material.
Recocido
Como se indicó anteriormente, el recocido se usa para ablandar el metal, reducir la tensión y mejorar la ductilidad del material. Esta técnica suaviza el metal y lo hace más fácil de manejar.
Para recocer un metal, se calienta suavemente a una temperatura específica (por encima de la temperatura crítica del material), se mantiene a esa temperatura y luego se enfría lentamente. Este enfriamiento retardado se logra enterrando el metal en material aislante o manteniéndolo en el horno mientras el horno y el metal se enfrían.
Alivio de tensiones de mecanizado de losas grandes
El alivio de tensión es similar al recocido en que el material se calienta a una temperatura específica y luego se enfría progresivamente. Sin embargo, en el caso de aliviar el estrés, esta temperatura es más baja que la temperatura crítica. A continuación, la sustancia se enfría con aire.
Este procedimiento elimina el estrés del trabajo en frío o cizallamiento sin afectar apreciablemente las cualidades físicas del metal. Si bien los atributos físicos permanecen sin cambios, aliviar este estrés ayuda a prevenir cambios dimensionales (o deformaciones u otras deformaciones) durante el procesamiento o uso posterior de la pieza.
Templado
Templar un metal implica calentarlo a una temperatura por debajo de la temperatura crítica y luego enfriarlo en el aire. Esto es casi idéntico al alivio del estrés, sin embargo, la temperatura final no es tan alta. El revenido mejora la tenacidad manteniendo la mayor parte de la dureza obtenida durante el proceso de endurecimiento.
Pensamientos finales
Con frecuencia se requiere un tratamiento térmico de metales para producir las cualidades físicas correctas para una aplicación determinada. Si bien el tratamiento térmico del material antes del fresado puede ahorrar el tiempo total de producción, también agrega tiempo y dinero al proceso de mecanizado. Al mismo tiempo, los componentes mecanizados con tratamiento térmico facilitan el mecanizado del material, pero agregan un paso adicional al proceso de fabricación.
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