Tratamiento Termico

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, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y laelasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, elacero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

TIPOS:::::::::::

Tratamientos térmicos y Medición de dureza.

Tratamientos térmicos

Los tratamientos térmicos tienen por objeto mejorar las propiedades y características de los aceros, y consisten en calentar y mantener las piezas o herramientas de acero a temperaturas adecuadas, durante un cierto tiempo y enfriarlas luego en condiciones convenientes. De esta forma, se modifica la estructura microscópica de los aceros, se verifican transformaciones físicas y a veces hay también cambios en la composición del metal.

El tiempo y la temperatura son los factores principales y hay que fijarlos siempre de antemano, deacuerdo con la composición del acero, la forma y el tamaño de las piezas y las características que se desean obtener.

A continuación se detallan los tratamientos térmicos comunmente utilizados en la fabricación de engranajes.

Temple: El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior (aproximadamente 900 a 950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según la composición y el tamaño de la pieza) en un medio conveniente, agua, aceite, etc.

Revenido: Es un tratamiento que se da a las piezas que han sido previamente templadas. Lo que se consigue es disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, quedando además el acero con la dureza o resistencia deseada.

Temple superficial: Es un procedimiento mediante el cual se endurece solamente la capa superficial de las piezas. El calentamiento puede realizarse por corrientes inducidas, pudiéndose regular perfectamente la profundidad del calentamiento y con ello la penetración de la dureza. Una vez conseguida la temperatura de temple, se enfría generalmente en agua preparada para tal fin.

Cementación: Mediante este tratamiento se producen cambios en la composición química del acero. Además de considerar el tiempo y temperatura como factores fundamentales, hay que tener también en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. El espesor de la capa endurecida se logra variando la profundidad de la capa cementada.

Calentamiento por corrientes inducidas

Los equipos de tratamientos térmicos por inducción han tenido un gran desarrollo desde 1950. Los dos tratamientos térmicos más frecuentemente realizados por inducción son el temple y el revenido de los aceros.

Las ventajas principales de los equipos de tratamiento térmico por inducción, respecto a hornos convencionales de llamas o resistencias eléctricas son:

• Rapidez de calentamiento, lo que permite, de ser necesario, el temple en una capa superficial de las piezas en toda su extensión o localizado en una zona.

• Precisión del tratamiento en cuanto a temperatura, capa y zona de aplicación.

• Economía de tratamiento y posibilidad de automatización.

• Sencillez de funcionamiento, exigiendo muy poco adiestramiento por parte de los operarios.

• Calidad uniforme de las piezas debido a la repetitividad exacta del proceso.

• Espacio reducido de los equipos, pudiendo situarlos dentro de la línea de máquinas-herramienta con eliminación casi total de almacenes intermedios.

• Flexibilidad de trabajo, pudiendo variarse fácilmente tiempos, temperaturas, caudales, etc.

Los equipos utilizados se clasifican en:

• Equipos de Baja Frecuencia

• Equipos de Media Frecuencia

• Equipos de Alta Frecuencia

La utilización de alta frecuencia en temples superficiales, permite que la rápida elevación de temperatura se produzca en una capa superficial muy reducida que, al enfriarse bruscamente, da lugar a una capa templada de gran dureza.

La profundidad de penetración es directamente proporcional a la resistividad del material e inversamente proporcional a la frecuencia y la permeabilidad magnética relativa.

Para el caso de engranajes, la profundidad del endurecimiento debe estar limitada para proteger sólo las superficies de desgaste, quedando un fondo elástico resistente para absorber los choques.

En la figura siguiente se ilustra la profundidad de la capa endurecida

...