Tratamiento térmico y de superficie

Los procesos que le dan personalidad a nuestros componentes

Tratamiento térmico

El rango completo de tratamientos térmicos en Alemania, República Checa, India y China.

El término ‘temple martensítico’ se refiere al proceso de tratamiento térmico que consiste en la austenización y enfriamiento bajo condiciones que produzcan un incremento en la dureza mediante una transformación parcial de la austenita en martensita.

La austenización es un paso en el tratamiento en el que la pieza sobre la que se trabaja se lleva a temperatura austenizante y la fase completa de transformación y disolución de carburo cambia la matriz del acero a austenítica.

A la austenización sigue un paso de enfriamiento. Para asegurar que la pieza de trabajo completa asuma la estructura martensítica, la velocidad de descenso de temperatura debe ser mayor que la tasa de enfriamiento crítica del acero en particular.

El enfriamiento se debe llevar a cabo en un rango en de un medio diferente el cual se caracteriza por sus efectos de enfriamiento en diferentes rangos de temperatura.

El endurecimiento superficial es un proceso termoquímico. En este proceso, la capa superficial de los componentes y herramientas es carburizada con un medio emisor de carbón que, al momento de enfriarse, mejora las propiedades mecánicas (por ejemplo, desgaste) de la capa superficial de los componentes. Por lo regular la carburización ocurre a temperaturas entre 880 y 950 ºC. Después del endurecimiento de las partes carburizadas, por lo general, se requiere templar para reducir los esfuerzos resultantes del endurecimiento y para lograr la resistencia necesaria.

Se cuenta con un rango de sistemas diferentes tales como hornos para cámaras y hornos continuos para el endurecimiento superficial. Regularmente el medio utilizado para el enfriamiento es aceite.

El modo convencional de incrementar la dureza o resistencia es el templado. Un segundo método más específico es el austemplado o templado bainítico.

En este método de tratamiento térmico, se austeniza el componente de la misma forma que en otras formas de templado; por ejemplo, se da tratamiento térmico a temperaturas entre 800 y 900 ºC, dependiendo del material.

Posteriormente, el enfriamiento se realizará en un baño de salmuera caliente. La temperatura del baño de salmuera depende del material y puede estar entre el rango de 220 y 450 ºC. La sección inmersa en el baño de salmuera permanece a una temperatura constante (isoterma) hasta que la transformación estructural pasa de austenita a bainita se completa (etapa intermedia). No se forma martensita. Dependiendo del material, la transformación se puede completar en algunos minutos, aunque en algunas ocasiones puede tomar varias horas.

Las estructuras de bainita cuentan con propiedades sumamente específicas, las cuales se caracterizan por una alta resistencia (dureza), tenacidad máxima y, en términos generales, una distorsión relativamente pequeña. Una forma de alcanzar contenidos residuales muy bajos de austenita es mediante inmersión en congelamiento.

Nitruración

  • Nitruración por gas
  • Nitruración por plasma
  • Nitruración al vacío

Nitruración por difusión de nitrógeno y carbono

  • Nitrocarburación gaseosa
  • Nitrocarburación por plasma
  • Nitrocarburación por baño de sales

Ventajas de este tipo de tratamiento térmico

  • Alta resistencia al desgaste contra la adhesión
  • Adaptación de las capas al tipo de desgaste
  • Reducción de coeficientes de fricción
  • Ahorro en lubricantes
  • Generación de capas resistentes a la corrosión
  • La capa nitrurada obtiene una resistencia a la temperatura de hasta 400 ºC.
  • Se puede nitrurar parcialmente (excepto en el caso de la nitrocarburización por baño de sales)

Hemos desarrollado procesos para templado por laser para componentes especiales que requieran de templado parcial por laser debido a los altos requerimientos de desgaste. Ya que la inyección de calor es baja, el templado se produce por ‘auto enfriamiento’, por lo que no se presenta ninguna distorsión.

La nitruración por plasma es uno proceso de tratamiento térmico termoquímico y se realiza a temperaturas entre 350 y 600 ºC.

Los iones con carga positiva golpean las piezas de trabajo, que toman la función de cátodo, en la parte frontal de la pared del horno (ánodo) a una alta velocidad.

Inicialmente, este bombardeo de iones resulta en una limpieza profunda de la superficie de la pieza (chisporroteo), seguid del calentamiento y nitruración de la superficie.

Ventajas de este tipo de tratamiento térmico

  • Alta resistencia al desgaste por abrasión y adhesión.
  • Distorsión mínima
  • Adaptación de las capas al tipo de desgaste
  • Generación de capas resistentes a la corrosión
  • Reducción de coeficientes de fricción
  • Templado parcial
  • Resistencia a altas temperaturas y resistencia templado de capas superficiales a aproximadamente 500 ºC
  • Amigable con el medio ambiente

El término recocido se refiere al tratamiento de una pieza a una temperatura determinada durante un tiempo en específico y el enfriamiento subsecuente se adapta para lograr obtener las propiedades buscadas en el material.

Los principales procesos de recocido son los siguientes:

  • Normalizado
  • Recocido para alivio de tensiones
  • Recocido suave
  • Recocido esferoidizado
  • Recocido para grano grueso
  • Recocido de difusión
  • Recocido por recristalización
  • Solución de recocido

En el proceso de temple por inducción, se utiliza corriente eléctrica de frecuencia alterna media o alta para generar una corriente de inducción en la pieza a trabajar mediante un inductor adaptado al contorno a templar, lo cual genera calor.

El incremento en la dureza es provocado por la transformación de la capa calentada a martensita (durante el enfriamiento). La dureza que se puede alcanzar depende del contenido de carbono y composición de la aleación.

El enfriamiento debe ser controlado, considerando que el lapso depende del material, y por lo general se realiza como un enfriamiento secundario con una solución de polímero sintético.