Tratamiento Térmico de un martillo

 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ[pic 1][pic 2]

   FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS

ESCUELA DE MECÁNICA

INFORME DEL TRABAJO PRÁCTICO

TEMA

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MARTILLO DE ACERO DE TRANSMISIÓN Y TRATAMIENTO TÉRMICO

DOCENTE ENCARGADO DE IMPARTIR LA ASIGNATURA

ING. LUIS FELIPE SABANDO PIGUABE

AUTOR

VERA PALMA EDISSON XAVIER

CARRERA

ING. MECÁNICA

PARALELO

“B”

PERIODO ACADÉMICO

ABRIL 2019 – AGOSTO 2019

OBJETIVOS

Objetivos generales

• Elaborar un martillo, compuesto de una barra de acero (Cabeza) y un eje de transmisión (Mango, a través de la ayuda de máquinas de herramientas con la característica de arranque de viruta.
• Dar un tratamiento térmico a una cabeza martillo (acero al carbón) sometiéndolo a ciertas temperaturas para así lograr con este, dar endurecimiento necesario para que la cabeza del Martillo no sufra deformaciones y aumentar la resistencia del acero.

Objetivos específicos

• Realizar un boceto en SOLIDWORK de la pieza.
• Diseñar los planos de Conjunto y de taller para el martillo.
• Escoger un tipo de acero maquinable para la creación de un martillo.

• Conocer el procedimiento que se sigue para realizar el Temple como tratamiento térmico, y estar en capacidad de realizarlo.
• Comparar la dureza del acero de transmisión, antes y después de aplicarle el tratamiento térmico.

INTRODUCCIÓN

El hombre se ha caracterizado por construir los objetos que ha necesitado para cubrir sus necesidades; para lograr esto, ha ideado medios que le faciliten la manera en que hace las cosas. En un principio, las manos eran el único medio que tenía el ser humano para modificar los materiales que habían a su alrededor. En la actualidad tenemos herramientas tan variadas que necesitamos saber para qué fin han sido diseñadas.

El presente trabajo detalla la elaboración de un martillo compuesto de una barra de acero  para la cabeza y de un eje de transmisión para el mango, las dimensiones de los materiales se detallan a profundidad en el desarrollo del trabajo dicha elaboración se compone de varios procesos todos bajo la característica de conformado por arranque de viruta, estos procesos lo facilitan el uso de máquinas herramientas que funcionan bajo este principio.

Como primer punto para la ejecución del trabajo es elaborar los planos del martillo  para tener dimensiones exactas y no fallar en la elaboración del mismo, luego se procede a pasar por áreas como son torneado, fresado, ajustaje, y roscado. Cada área a su vez tendrá etapas dentro del mismo como por ejemplo el área de ajustaje se conforma de trazado, graneteado, acerrado y limado manual, donde cada proceso es fundamental, todo con el fin de llegar al resultado final que es el martillo en sí.

El estudio de los aceros es importante debido a que ellos representan por mucho los materiales metálicos más ampliamente usados, primeramente por el hecho de que pueden ser manufacturados en grandes cantidades en especificaciones muy precisas, a un costo relativamente bajo. La utilización de tratamientos térmicos permite lograr las más diversas características del acero y sus aleaciones, así como de otros muchos metales. En consecuencia dichos tratamientos tienen una importancia primordial en las distintas fases de fabricación de la industria moderna.

Los procedimientos en los tratamientos térmicos son muy numerosos y variados según el fin que se pretende conseguir. La gran cantidad de tratamientos térmicos, las distintas aleaciones y sus reacciones y las diferentes exigencias técnicas requieren soluciones y conocimientos profundos de la materia. El tratamiento térmico pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material.

Tratamiento térmico

Se conoce como tratamiento térmico el proceso que comprende el calentamiento de los metales o las aleaciones en estado sólido a temperaturas definidas, manteniéndolas a esa temperatura por suficiente tiempo, seguido de un enfriamiento a las velocidades adecuadas con el fin de mejorar sus propiedades físicas y 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 sólidos cerámicos.

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.

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-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. Los principales tratamientos térmicos son:

• Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
• Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
• Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenitización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
• Normalizado: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.

Propiedades mecánicas

Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.
Entre estas características están:

• Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
• Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
• Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
• Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VICKERS (HV), etc. Dureza Vickers mediante el test del mismo nombre. También puede ser definido como la capacidad de un material de no ser rayado.

Temple

El temple es un tratamiento térmico que consiste en enfriar muy rápidamente, la mezcla austenitica homogénea, que tenemos después de calentar el acero, con este enfriamiento rápido se consigue un aumento de dureza, ya que el resultado microscópico final es una mezcla martensítica. La temperatura de temple para los aceros hipoeutectoides son de 30-50 grados, por encima de esta temperatura, el grano de austenita crece mucho, obteniéndose austenita basta de baja tenacidad.

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