Aprende como se poden aplicar os tratamentos térmicos a moitas aliaxes metálicas para mellorar drasticamente as propiedades físicas clave como dureza, resistencia e maquinabilidade.
Introdución
Os tratamentos térmicos pódense aplicar a moitas aliaxes metálicas para mellorar drasticamente as propiedades físicas clave (por exemplo, dureza, resistencia ou maquinabilidade).Estes cambios ocorren debido a modificacións da microestrutura e, ás veces, da composición química do material.
Eses tratamentos implican o quecemento das aliaxes metálicas a temperaturas (normalmente) extremas, seguido dun paso de arrefriamento en condicións controladas.A temperatura á que se quenta o material, o tempo en que se mantén a esa temperatura e a velocidade de arrefriamento afectan moito ás propiedades físicas finais da aliaxe metálica.
Neste artigo, revisamos os tratamentos térmicos que son relevantes para as aliaxes metálicas máis utilizadas no mecanizado CNC.Ao describir o efecto destes procesos nas propiedades da parte final, este artigo axudarache a escoller o material axeitado para as túas aplicacións.
Cando se aplican os tratamentos térmicos
Os tratamentos térmicos pódense aplicar ás aliaxes metálicas durante todo o proceso de fabricación.Para pezas mecanizadas CNC, os tratamentos térmicos adoitan aplicarse:
Antes do mecanizado CNC: cando se solicita unha calidade estandarizada dunha aliaxe metálica que estea facilmente dispoñible, o provedor de servizos CNC mecanizará as pezas directamente a partir dese material de stock.Esta é moitas veces a mellor opción para reducir os prazos de entrega.
Despois do mecanizado CNC: algúns tratamentos térmicos aumentan significativamente a dureza do material ou úsanse como paso de acabado despois do conformado.Nestes casos, o tratamento térmico aplícase despois do mecanizado CNC, xa que a alta dureza reduce a maquinabilidade dun material.Por exemplo, esta é unha práctica estándar cando se mecanizan pezas de aceiro para ferramentas CNC.
Tratamentos térmicos comúns para materiais CNC
Recocido, alivio de estrés e temperado
O recocido, o temperado e o alivio da tensión implican o quecemento da aliaxe metálica a unha temperatura elevada e o posterior arrefriamento do material a un ritmo lento, xeralmente no aire ou no forno.Diferéncianse na temperatura á que se quenta o material e na orde no proceso de fabricación.
No recocido, o metal quéntase a unha temperatura moi elevada e despois arrefríase lentamente para conseguir a microestrutura desexada.O recocido adoita aplicarse a todas as aliaxes metálicas despois da conformación e antes de calquera procesamento posterior para suavizalas e mellorar a súa maquinabilidade.Se non se especifica outro tratamento térmico, a maioría das pezas mecanizadas CNC terán as propiedades do material do estado recocido.
O alivio de tensións implica o quecemento da peza a unha temperatura elevada (pero inferior á do recocido) e adoita empregarse despois do mecanizado CNC, para eliminar as tensións residuais creadas polo proceso de fabricación.Deste xeito prodúcense pezas con propiedades mecánicas máis consistentes.
O revenido tamén quenta a peza a unha temperatura inferior á do recocido, e adoita empregarse despois do enfriamento (ver sección seguinte) de aceiros suaves (1045 e A36) e aceiros de aliaxe (4140 e 4240) para reducir a súa fraxilidade e mellorar o seu rendemento mecánico.
Apagado
O enfriamento implica o quecemento do metal a unha temperatura moi elevada, seguido dun paso de arrefriamento rápido, normalmente mergullando o material en aceite ou auga ou expondo a unha corrente de aire frío.O arrefriamento rápido "bloquea" os cambios na microestrutura que sofre o material cando se quenta, dando lugar a pezas cunha dureza moi elevada.
As pezas adoitan apagarse como paso final do proceso de fabricación despois do mecanizado CNC (pense nos ferreiros que mergullan as súas láminas en aceite), xa que o aumento da dureza fai que o material sexa máis difícil de mecanizar.
Os aceiros para ferramentas son templados despois do mecanizado CNC para acadar as súas moi altas propiedades de dureza superficial.Pódese utilizar entón un proceso de temperado para controlar a dureza resultante.Por exemplo, o aceiro para ferramentas A2 ten unha dureza de 63-65 Rockwell C despois do enfriamento, pero pódese revenir a unha dureza que oscila entre 42 e 62 HRC.O revenido prolonga a vida útil da peza, xa que reduce a fraxilidade (os mellores resultados conséguense para unha dureza de 56-58 HRC).
Endurecemento por precipitación (envellecemento)
O endurecemento por precipitación ou o envellecemento son dous termos que se usan habitualmente para describir o mesmo proceso.O endurecemento por precipitación é un proceso de tres etapas: primeiro o material quéntase a alta temperatura, despois quentase e finalmente quéntase a unha temperatura máis baixa durante un longo período de tempo (envellecemento).Isto fai que os elementos de aliaxe que aparecen inicialmente como partículas discretas de distinta composición se disolvan e se distribúan uniformemente na matriz metálica, de forma semellante á que o cristal de azucre se disolve na auga cando se quenta a solución.
Despois do endurecemento por precipitación, a resistencia e dureza das aliaxes metálicas aumentan drasticamente.Por exemplo, o 7075 é unha aliaxe de aluminio, que se usa habitualmente na industria aeroespacial, para fabricar pezas de resistencia á tracción comparables ao aceiro inoxidable, aínda que ten menos de 3 veces o peso.
Endurecemento e cementación
O endurecemento é unha familia de tratamentos térmicos que dan como resultado pezas con alta dureza na súa superficie, mentres que os materiais de subliñado permanecen suaves.A miúdo prefírese isto a aumentar a dureza da peza en todo o seu volume (por exemplo, mediante a extinción), xa que as partes máis duras tamén son máis fráxiles.
A carburación é o tratamento térmico de endurecemento máis común.Implica o quecemento de aceiros suaves nun ambiente rico en carbono e o posterior enfriamento da peza para bloquear o carbono na matriz metálica.Isto aumenta a dureza superficial dos aceiros dun xeito similar que o anodizado aumenta a dureza superficial das aliaxes de aluminio.
Hora de publicación: 14-feb-2022