El tratamiento térmico es el alma que confiere calidad intrínseca a la maquinaria.El personal técnico de las empresas estatales está envejeciendo y experimentando un desgaste significativo.En el caso de las empresas privadas de reciente creación, el personal técnico es muy elevado.La tecnología de tratamiento térmico doméstico todavía está rezagada con respecto a los países extranjerosSin embargo, la demanda para el desarrollo del tratamiento térmico en China es también sustancial.

El tratamiento térmico de metales y otros materiales es uno de los procesos clave en la fabricación mecánica.El tratamiento térmico no altera generalmente la forma ni la composición química general de la pieza de trabajo.En cambio, modifica la microestructura interna o altera la composición química de la superficie de la pieza de trabajo para conferir o mejorar su rendimiento.Su característica consiste en mejorar la calidad intrínseca de la pieza de trabajoSin un buen tratamiento térmico, incluso los materiales más atractivos son meramente superficiales.Todo el mundo espera que las herramientas que utilizan no sean frágiles sino que funcionen excepcionalmente bienPero, ¿cómo podemos lograr esto?

¿Qué es el tratamiento térmico?

En términos simples, el tratamiento térmico consiste en calentar los materiales a una temperatura determinada, manteniendo esa temperatura durante un cierto período,y luego enfriándolos a una velocidad controlada a temperatura ambiente o inferiorEste proceso mejora la microestructura del material para obtener un rendimiento superior.

La importancia del tratamiento térmico

El tratamiento térmico es crucial para mejorar la calidad y el rendimiento de los materiales desde el interior, mejora las propiedades mecánicas, elimina las tensiones residuales y mejora la maquinabilidad de los metales.Estos beneficios a menudo no son visibles a simple vista.

Conocimiento histórico del tratamiento térmico

La comprensión de su importancia surgió gradualmente durante la transición de la Edad de Piedra a la Edad de Cobre y luego a la Edad de Hierro.La invención del "proceso de recocido" marcó el comienzo de la actividad humana con el tratamiento térmico de los metales.

Para el siglo VI a.C., las armas de hierro se adoptaron cada vez más.

Métodos comunes de tratamiento térmico

Anulación y normalización

Los fines del recocido y de la normalización son la homogeneización de la composición del acero, el perfeccionamiento de la estructura de grano, la mejora de la microestructura, la eliminación de las tensiones de procesamiento, la reducción de la dureza,y mejorar la maquinabilidadEstos procesos sirven como tratamientos térmicos preparatorios para el posterior trabajo en frío o en caliente u otras etapas de tratamiento térmico.

Para las piezas de acero con requisitos de rendimiento más bajos, la normalización puede utilizarse como proceso final de tratamiento térmico.

Apagado y templado

El calentamiento es el paso más crítico en el tratamiento térmico de materiales de refuerzo, con el objetivo de lograr una alta resistencia y dureza en el acero.

Durante el proceso de templado, la dureza y la resistencia del acero templado disminuyen gradualmente, mientras que la plasticidad y la dureza mejoran.Prevención de grietas.

En otras palabras, el calentamiento seguido de un templado da como resultado excelentes propiedades mecánicas generales y mantiene la estabilidad dimensional durante el uso.

El calentamiento puede combinarse con varios procesos de templado, con la combinación de calentamiento y templado a alta temperatura denominada "tratamiento de calentamiento y templado".

Endurecimiento de la superficie

El endurecimiento superficial permite que la capa superficial de una pieza de trabajo alcance una alta dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga, mientras que el núcleo conserva una buena dureza y plasticidad.

Tres técnicas esenciales de tratamiento térmico

La distorsión del tratamiento térmico en las piezas de trabajo se puede clasificar en función del momento en que ocurre:distorsión durante el apagado (distorsión de apagado) y distorsión que se produce durante el período posterior al tratamiento térmico (distorsión por efecto de tiempo)También se puede clasificar por forma: distorsión de forma (deformación geométrica, torsión, flexión) y distorsión de volumen (expansión o contracción).Estas dos formas de distorsión rara vez existen aisladas.En la mayoría de los casos, se producen simultáneamente debido a factores tales como la composición del acero, la forma de la pieza de trabajo y los procesos operativos.

1Distorción de la forma

Las distorsiones de forma en las piezas tratadas térmicamente pueden deberse a diversas causas: liberación de tensiones residuales durante el calentamiento, tensiones térmicas y tensiones de organización durante el apagado,y el peso propio de la pieza de trabajo puede conducir a una deformación plástica desigual, lo que da lugar a una distorsión de la forma.

En el caso de piezas delgadas, si el suelo del horno es irregular o si la pieza se coloca en un estado de puente,puede sufrir una distorsión por arrastre debido a su propio peso durante el período de conservación a temperaturas austenitizantes.Este tipo de distorsión no está relacionado con las tensiones de tratamiento térmico. Además, las piezas de trabajo pueden tener tensiones internas debido a factores como el enderezamiento, la alimentación excesiva durante el mecanizado,o operaciones de tratamiento precalentamiento inadecuadasDurante el calentamiento, a medida que la resistencia al rendimiento del acero disminuye con el aumento de las temperaturas,cualquier tensión residual en ciertas áreas de la pieza de trabajo puede alcanzar su punto de rendimiento, causando deformaciones plásticas desiguales y relajación de las tensiones residuales, lo que conduce a la distorsión de la forma.

Las tensiones térmicas generadas durante el calentamiento están significativamente influenciadas por la composición química del acero, la velocidad de calentamiento y el tamaño y la forma de la pieza de trabajo.Aceros de alta aleación con mala conductividad térmica, las velocidades de calentamiento rápidas, los tamaños grandes, las formas complejas y el grosor desigual pueden dar lugar a tensiones térmicas significativas debido a la expansión térmica diferencial,que produce deformaciones plásticas desiguales y distorsión de la forma.

En comparación con el calentamiento, las tensiones térmicas y de organización durante el enfriamiento tienen un impacto más sustancial en la deformación de la pieza de trabajo.Las deformaciones causadas por las tensiones térmicas se producen principalmente en la fase de enfriamiento tempranaLa presión térmica inicial puede hacer que el núcleo de la pieza se deforme bajo compresión multidireccional, causando una deformación plástica.A medida que avanza el enfriamiento y aumenta la resistencia del rendimientoEn la medida en que la pieza se enfría a temperatura ambiente, es cada vez más difícil que se produzca una deformación plástica adicional, lo que conduce a la retención de las deformaciones plásticas no uniformes iniciales.

2. Distorsión del volumen

Después del tratamiento térmico, la microestructura de la pieza de trabajo cambia, lo que resulta en una expansión o contracción proporcional debido a las diferencias en los volúmenes específicos de varias fases.Los cambios de volumen no afectan a la forma original de la pieza de trabajoPor ejemplo, un eje de engranaje puede experimentar alargamiento o contracción axial.

La distorsión del volumen está relacionada con la composición y las tensiones combinadas durante las transformaciones de fase, en lugar de la magnitud de las tensiones de tratamiento térmico.El grado de variación del volumen depende de varios factores:

1. Cuanto mayor sea la diferencia en los volúmenes específicos antes y después del apagado, mayor será la distorsión del volumen.
2. Las temperaturas de enfriamiento más altas aumentan el contenido de aleación en austenita, lo que resulta en un mayor volumen específico de martensita y un aumento en la austenita retenida.
3. Las piezas de trabajo totalmente endurecidas presentan una distorsión máxima del volumen.

3Micro distorsión

Las micro distorsiones se producen debido a microestructuras inestables (como la martensita y la austenita retenida después de la extinción) y estados de tensión inestables (ya sean compresivos o de tracción).Durante largos períodos a temperatura ambiente o bajo cero, estas estructuras se transforman y se estabilizan gradualmente, lo que conduce a la aparición de distorsiones. the shape changes in the teeth of gears after carburizing or induction hardening (such as variations in the effective profile length and tooth thickness) can be one cause of noise during gear operation.