Tratamientos termicos

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1. Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Estado Táchira – San Cristóbal TRATAMIENTOS TÉRMICOS Realizado por: Glendis Vanessa Mantilla García C.I: 25.166.992 Asignatura: Procesos de Manufactura S1 San Cristóbal, Septiembre del 2018

2. Tratamiento Térmico 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. El tratamiento térmico de los metales supone elevar la temperatura de una aleación, a menudo siguiendo un perfil térmico predeterminado, hasta una temperatura definida. Después, el material se mantiene a esta temperatura durante un periodo de tiempo antes de enfriarse de modo controlado o mediante un proceso de templado a una temperatura fija. Los tratamientos se llevan a cabo en hornos e incineradoras donde, además de los cambios de temperatura, se utilizan gases para controlar la atmósfera del proceso. Se emplean atmósferas controladas para reducir los efectos de la oxidación o atmósferas enriquecidas para incrementar los efectos químicos superficiales en los componentes sometidos a tratamiento

3. Mejora de las propiedades a través del tratamiento térmico Los metales se pueden someter a una serie de tratamientos para potenciar sus propiedades: Dureza, resistencia mecánica, plasticidad para facilitar su conformado. Tratamientos térmicos: El metal es sometido a procesos térmicos en los que no varía su composición química, aunque sí su estructura. Tratamientos termoquímicos: Los metales se someten a enfriamientos y calentamientos, pero además se modifica la composición química de su superficie exterior.

4. Propiedades mecánicas de los metales Se mejoran las características de los metales mediante deformación mecánica, con o sin calor. Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el de hierro– hierro–carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos. Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión .

5. Los principales tratamientos térmicos son: Recocido: El metal se calienta durante cierto tiempo a una temperatura determinada y, a continuación, se enfría lentamente. Se consigue una mayor plasticidad para que pueda ser trabajado con facilidad. La temperatura y la duración de este tratamiento dependerán del grado de plasticidad que se quiera comunicar al metal. - Recocido de Regeneración: También llamado normalizado, tiene como función regenerar la estructura del material producido por temple o forja. Se aplica generalmente a los aceros con más del 0.6% de C, mientras que a los aceros con menor porcentaje de C sólo se les aplica para finar y ordenar su estructura. Recocido de Globulización: Usado en aceros para ablandarlos después de un anterior trabajo en frío. Por lo general se desean obtener piezas como placas delgadas que deben tener alta embutición y baja dureza . Ejemplo en Industrias de Vidrio a)Así es como se observan los granos después de que el material ha pasado por un proceso de trabajo en frio. b) La segunda imagen nos muestra el material después de la recuperación . c) La tercera imagen nos muestra el material después de la recristalización . d) La última imagen nos muestra el material después del crecimiento de los granos.

6. Temple: Consiste en el calentamiento del metal, seguido de un posterior enfriamiento realizado de forma brusca. Con esto se consigue obtener un metal muy duro y resistente mecánicamente. El endurecimiento adquirido por medio del temple se puede comparar al que se consigue por deformación en frío. Ejemplo: Temple de la Probeta Revenido: Se aplica exclusivamente a los metales templados, pudiendo considerarse como un tratamiento complementario del temple. Con ello se pretende mejorar la tenacidad del metal templado, a costa de disminuir un poco su dureza. Ejemplo: Hoja recién revenida Normalizado : Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por el material tras una conformación mecánica, tales como una forja o laminación para conferir al acero unas propiedades que se consideran normales de su composición . Ejemplo: En piezas fundidas o forjadas

7. Tratamientos termoquímicos de los materiales: Cementación: Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capa exterior de los aceros. Se mejora la dureza superficial y la resiliencia. Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpes y a la vez al desgaste. Se aplica a los aceros. Ejemplo: La cementación se aplica en piezas que, como se dijo, requieran alta dureza en superficie y núcleo tenaz, para soportar adecuadamente esfuerzos flectantes que son máximos en la superficie de la pieza, tal como en piñones, ejes, etc. En piezas de desgaste superficial tales como bujes , ejes, levas, rodillos, engranajes y otros . Nitruración :  Consiste en endurecer la superficie de los aceros y fundiciones. Las durezas son elevadas y tienen alta resistencia a la corrosión. El componente químico añadido es nitrógeno, que se obtiene del amoniaco . Ejemplo: La nitruración se aplica principalmente a piezas que son sometidas regularmente a grandes fuerzas de rozamiento y de carga, tales como pistas de rodamientos, camisas de cilindros, matrices, casquillos etc .

8. Cianurado o carbonitruración:  Se trata de endurecer la superficie del material introduciendo carbono y nitrógeno. Es una mezcla de cementación y nitruración. La temperatura es intermedia entre la utilizada para la cementación y la nitruración, que es mucho menor que aquella. Se aplica a los aceros. Ejemplo: Tornillería, rodamientos, cadenas, ejes de pequeña dimensión, etc. Sulfinización :  Se trata de introducir en la superficie del metal azufre, nitrógeno y carbono en aleaciones férricas y de cobre. Se aumenta la resistencia al desgaste, favorece la lubricación y disminuye el coeficiente de rozamiento.

9. Carburización por empaquetado: Este procedimiento consiste en meter al material de acero con bajo contenido carbónico en una caja cerrada con material carbonáceo y calentarlo hasta 900 a 927 °C durante 4 a 6 horas. En este tiempo el carbono que se encuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza a endurecer. Cuanto más tiempo se deje a la pieza en la caja con carbono de mayor profundidad será la capa dura. Carburización en baño líquido: El acero a cementar se sumerge en un baño de cianuro de sodio líquido. También se puede utilizar cianuro de potasio pero sus vapores son muy peligrosos. Se mantiene la temperatura a 845 °C durante 15 minutos a 1 hora, según la profundidad que se requiera. Carburización con gas: En este procedimiento se utilizan gases carburizantes para la cementación. La pieza de acero con bajo contenido carbónico se coloca en un tambor al que se introduce gas para carburizar como derivados de los hidrocarburos o gas natural.

10. Embutición La embutición es una operación mecánica mediante la cuál se transforma una superficie plana en un pieza cóncava a través de la deformación plástica de un material. Para realizar esta operación se emplean prensas equipadas con moldes o estampas (equipadas con punzones y/o matrices). La deformación se realiza mayoritariamente en frío, habitualmente en espesores bajos, inferiores a 15 mm. Una deformación en frío nos proporciona mayores resistencias mecánicas y durezas, además de mejores acabados y precisión dimensional, en comparación a un trabajo en caliente . Aplicación: El proceso de embutición es de gran importancia a nivel industrial y su uso está ampliamente extendido, tanto a pequeña como gran escala. Gracias a la embutición se producen una gran variedad de productos para aplicaciones tan dispares como los utillajes domésticos, complementos de cosmética o elementos para la industria de la automoción.