Para garantizar que los componentes metálicos posean las propiedades mecánicas, físicas y químicas deseadas,Los procesos de tratamiento térmico son a menudo esenciales, además de la selección de materiales adecuados y diversas técnicas de moldeoEl acero es el material más utilizado en la industria de la maquinaria debido a su compleja microestructura, que puede controlarse mediante tratamiento térmico.El tratamiento térmico del acero es un enfoque principal en el tratamiento térmico de metales.

Además, los metales como el aluminio, cobre, magnesio, titanio, y sus aleaciones también pueden tener sus propiedades mecánicas, físicas,y propiedades químicas alteradas mediante tratamiento térmico para lograr diferentes características de rendimiento.

El tratamiento térmico generalmente no cambia la forma o la composición química general de la pieza de trabajo; en cambio,modifica la microestructura interna o altera la composición química de la superficie para conferir o mejorar las propiedades de servicio del componenteSu característica es la mejora de la calidad interna de la pieza, que normalmente no es visible a simple vista.La función del tratamiento térmico es mejorar las propiedades mecánicas de los materiales, elimina las tensiones residuales y mejora la maquinabilidad de los metales.

Métodos comunes de tratamiento térmico de las piezas

Tratamiento térmico químico

El tratamiento térmico químico implica el uso de reacciones químicas, a veces combinadas con métodos físicos, para alterar la composición química superficial y la microestructura de los componentes de acero.Después del tratamiento térmico químicoEl objetivo principal es mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga, la resistencia a la corrosión,y resistencia a la oxidación a altas temperaturasLos métodos de tratamiento térmico químico incluyen la carburado, nitrado, borido, sulfido, aluminización, cromado, silicado, co-difusión carbono-nitrógeno, oxinitrado, co-difusión tiocianato,y procesos de difusión multicomponente como revestimientos de titanio con carbono (nitrógeno).

Resistencia de contacto Calentamiento Apagado

El principio del calentamiento por calentamiento por resistencia de contacto consiste en pasar corriente de bajo voltaje a través de la resistencia de contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo,Calentamiento rápido de la superficie de la piezaEste método tiene las ventajas de un equipo sencillo, de una facilidad de operación y de una buena automatización.que resulte en una distorsión mínima de la pieza de trabajoNo requiere templado y mejora significativamente la resistencia al desgaste y a los arañazos de la pieza de trabajo, aunque la capa endurecida es relativamente delgada (0,15 ‰ 0.35 mm) y presenta poca uniformidad en la microestructura y durezaEste método se utiliza principalmente para endurecer la superficie de las guías de máquinas herramienta de hierro fundido y tiene una aplicación limitada.

Tratamiento térmico con haz de electrones

La tecnología de haz de electrones se ha utilizado durante más de 20 años y se aplica ampliamente en procesos de soldadura y corte de metales.Tratamiento térmico de haz de electrones es una nueva técnica que utiliza haces de electrones de alta densidad de energía para el endurecimiento de la superficieEl haz de electrones se emite desde un cátodo calentado (filamento) a través de un ánodo anular de alto voltaje, enfocado en un haz que golpea la superficie del metal, logrando el calentamiento.La profundidad de calentamiento de las piezas tratadas depende del voltaje de aceleración y la densidad del metalPor ejemplo, a una potencia de 150 kW, la profundidad teórica de calentamiento en el hierro es de 0,076 mm y en el aluminio es de 0,178 mm. El tratamiento térmico con haz de electrones tiene una velocidad de calentamiento rápida,con un tiempo de austenitización de sólo una fracción de segundo, lo que resulta en granos superficiales muy finos, una dureza superior al tratamiento térmico convencional y excelentes propiedades mecánicas.

Calentamiento electrolitico y apagado

El enfriamiento por calor electrolítico es un proceso de tratamiento térmico de metales que cambia las propiedades mecánicas de la capa superficial mediante el calentamiento y enfriamiento de la superficie de los componentes de acero.El endurecimiento de la superficie es el objetivo principal del tratamiento térmico de la superficieEn el endurecimiento de la superficie por calentamiento electrolítico, el sistema de calentamiento de la superficie se utiliza para la obtención de una capa de superficie dura y una distribución interna favorable de las tensiones para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga del componente.una corriente continua (150 ∼300 V) se pasa a través de un electrolitoEl hidrógeno se libera en el cátodo, y el oxígeno en el ánodo.aumentando la resistencia y generando una gran cantidad de calorDurante la extinción, la pieza de trabajo sumergida en el electrolito está conectada al cátodo, mientras que el tanque de electrolitos está conectado al ánodo.se calienta la parte sumergida de la pieza de trabajo (alcanzando la temperatura de extinción en 5 ∼10 segundos)Una vez apagada la energía, la pieza puede enfriarse en el electrolito o transferirse a un depósito de extinción separado.con una solución de carbonato de sodio de 5%~18% siendo la más comúnmente utilizada, siempre que la temperatura no supere los 60°C; de lo contrario, la película de gas hidrógeno se vuelve inestable, lo que afecta al efecto de calentamiento.

Tratamiento térmico con láser

El endurecimiento por láser implica el uso de láseres para calentar la superficie del material por encima del punto de transformación de fase, haciendo que la austenita se transforme en martensita a medida que el material se enfría,con lo que se endurece la superficieEl endurecimiento por láser de los dientes de engranaje implica altas velocidades de calentamiento y enfriamiento, lo que resulta en ciclos de proceso cortos sin necesidad de medios de extinción externos.incluida la mínima distorsión de la pieza de trabajo, un entorno de trabajo limpio, sin necesidad de posprocesamiento como la molienda, y el tamaño de los engranajes tratados no está limitado por el equipo de tratamiento térmico.Debido a su alta densidad de potencia y velocidad de enfriamiento rápida, el endurecimiento por láser está reemplazando gradualmente los procesos tradicionales como el endurecimiento por inducción y el tratamiento térmico químico en muchas aplicaciones industriales,especialmente para piezas con requisitos de alta precisión.

Tratamiento térmico al vacío

El tratamiento térmico por vacío es una nueva tecnología que combina la tecnología de vacío con el tratamiento térmico.El ambiente de vacío se refiere a las atmósferas con presiones por debajo de una atmósferaEl tratamiento térmico al vacío también entra en el tratamiento térmico controlado por atmósfera.El desarrollo y el perfeccionamiento de la tecnología de tratamiento térmico al vacío han llevado a su adopción generalizada, se caracteriza por la ausencia de oxidación y descarbonización, lo que resulta en superficies limpias y brillantes después de la extinción, alta resistencia al desgaste, ninguna contaminación y un alto grado de automatización.Las tecnologías de tratamiento térmico al vacío de uso común en la producción industrial incluyen el recocido al vacío, desgasificación al vacío, apagado de aceite al vacío, apagado de agua al vacío, apagado de gas al vacío, templado al vacío y carburizado al vacío,lo que la convierte en una de las técnicas de tratamiento térmico más comunes en los talleres.

Tratamiento térmico por inducción y tecnología de nitruración iónica

El tratamiento térmico por inducción se utiliza ampliamente en industrias como la fabricación de automóviles, maquinaria de construcción y petroquímicos debido a su eficiencia, ahorro de energía, limpieza y flexibilidad.Casi el 40% de las piezas de automóviles se pueden tratar mediante tratamiento térmico por inducciónEl calentamiento por inducción permite que muchos productos se procesen en líneas de producción totalmente automatizadas o semiautomatizadas,mejora de la coherencia de la calidad del productoEl desarrollo más rápido en esta área se encuentra en las fuentes de alimentación de calefacción por inducción.cuando los tubos electrónicos de oscilación obsoletos hayan sido reemplazados por sistemas totalmente transistoresLos transistores controlados por microordenadores permiten una regulación estable y precisa, reduciendo significativamente las interferencias de los armónicos de la red eléctrica.

Utilización de nuevas tecnologías de refuerzo superficial y promoción del tratamiento térmico de la atmósfera a base de nitrógeno

Los métodos tradicionales de tratamiento de la superficie de las herramientas se limitaban a técnicas obsoletas como el tratamiento con vapor y la oxinitruración, que generalmente solo mejoran la vida útil de la herramienta en un 30% a 50%.China ha desarrollado e introducido de forma independiente tecnologías como el tratamiento compuesto de baño de sal QPQ y los recubrimientos de óxido de titanio PVDEl primero puede estabilizar y prolongar la vida útil de la herramienta de 2 a 3 veces con equipos simples y bajos costos, por lo que es particularmente adecuado para herramientas estándar.Este último puede aumentar la vida útil de la herramienta de 3 a 5 vecesSe utilizan atmósferas a base de nitrógeno para proteger el tratamiento térmico y el tratamiento térmico químico,que permite la descarbonización sin oxígeno y reduce los defectos de oxidación interna, mejorando así la calidad del tratamiento térmico químico.