¿Qué es el tratamiento térmico?

Aunque la mayoría de la gente no sabe qué es el tratamiento térmico, en realidad es una parte esencial del proceso de fabricación. Esto se debe a que el tratamiento térmico permite mejorar una pieza metálica para que el material resista mejor el desgaste. El tratamiento térmico consiste en calentar un metal o una aleación a una temperatura específica y luego enfriarlo para endurecer el material.

El tratamiento térmico puede utilizarse en diferentes etapas del proceso de fabricación para cambiar ciertas propiedades de ese metal o aleación. Por ejemplo, se puede utilizar el tratamiento térmico para hacerlo más fuerte, más duro, más duradero o más dúctil, dependiendo de lo que el material necesite para funcionar correctamente.

Algunas industrias notables en las que el tratamiento térmico desempeña un papel importante son la aeronáutica, la automoción, la ferretería -como las sierras y los ejes-, los ordenadores, las naves espaciales, el ejército y la industria del petróleo y el gas.

¿Cómo funciona el tratamiento térmico?

Para lograr el efecto deseado, el metal o la aleación se calienta a una temperatura determinada, a veces de hasta 2400 °F, se mantiene a esa temperatura durante un tiempo determinado y luego se enfría. Mientras está caliente, la estructura física del metal, también llamada microestructura, cambia, lo que en última instancia da lugar a que se modifiquen sus propiedades físicas. El tiempo que se calienta el metal se denomina «tiempo de inmersión». La duración del tiempo de remojo desempeña un papel importante en las características de un metal, ya que el metal remojado durante un largo periodo de tiempo experimentará cambios de microestructura diferentes a los del metal remojado durante un periodo de tiempo más corto.

El proceso de enfriamiento después del tiempo de remojo también juega un papel en el resultado del metal. El metal puede enfriarse rápidamente, lo que se denomina temple, o lentamente en el horno para asegurarse de que consigue el resultado deseado. La combinación de la temperatura de remojo, el tiempo de remojo, la temperatura de enfriamiento y la duración del enfriamiento desempeñan un papel en la creación de las propiedades deseadas en un metal o aleación.

El momento en que el metal se trata térmicamente durante el proceso de fabricación también determina qué propiedades se modifican, y algunos metales pueden incluso tratarse varias veces.

Saber a qué temperaturas se deben calentar y enfriar los metales, así como cuánto tiempo debe durar cada paso del proceso para un metal o aleación específicos es extremadamente complicado. Por ello, los científicos de materiales, conocidos como metalúrgicos, estudian los efectos del calor en los metales y aleaciones y proporcionan información precisa sobre cómo realizar estos procesos correctamente. Los fabricantes confían en esta información para asegurarse de que sus piezas metálicas tendrán las propiedades correctas al final del proceso.

Algunas formas comunes de tratamientos térmicos incluyen:

• Endurecimiento: Cuando se endurece un metal, se calienta hasta un punto en el que los elementos del material se transforman en una solución. Los defectos de la estructura se transforman entonces creando una solución fiable y reforzando el metal. Esto aumenta la dureza del metal o aleación, haciéndolo menos maleable.
• Recocido: Este proceso se utiliza en metales como el cobre, el aluminio, la plata, el acero y el latón. Estos materiales se calientan a una temperatura determinada, se mantienen a esa temperatura hasta que se produce la transformación y luego se secan lentamente al aire. Este proceso ablanda el metal, haciéndolo más manejable y menos propenso a fracturarse o agrietarse.
• Templado: Algunos materiales, como las aleaciones con base de hierro, son muy duros, lo que los hace frágiles. El templado puede reducir la fragilidad y fortalecer el metal. En el proceso de templado, el metal se calienta a una temperatura inferior al punto crítico para reducir la fragilidad y mantener la dureza.
• Endurecimiento en caja: El exterior del material se endurece mientras el interior permanece blando. Dado que el endurecimiento puede hacer que los materiales se vuelvan quebradizos, la cementación se utiliza para materiales que requieren flexibilidad manteniendo una capa de desgaste duradera.
• Normalización: Similar al recocido, este proceso hace que el acero sea más resistente y dúctil calentando el material a temperaturas críticas y manteniéndolo a esta temperatura hasta que se produzca la transformación.

¿Por qué es importante el tratamiento térmico?

Sin el tratamiento térmico del metal, especialmente del acero, las piezas metálicas de todo tipo, desde los aviones hasta los ordenadores, no funcionarían correctamente o ni siquiera existirían. Las piezas metálicas no ferrosas, en particular, serían mucho más débiles. Las aleaciones de aluminio y titanio, así como el bronce y el latón, se refuerzan mediante el tratamiento térmico. Muchos de estos metales se utilizan en la producción de coches, aviones y otros productos que dependen de metales fuertes no sólo por su rendimiento sino también por su seguridad.

Debido a que los metales con tratamiento térmico son a menudo más fuertes que los metales sin tratamiento térmico, el tratamiento de las piezas metálicas por adelantado evita la corrosión, lo que no dará lugar a la sustitución de costosas piezas metálicas más adelante o con tanta frecuencia. Esto hace que las máquinas funcionen de forma más barata y eficiente y evita problemas.

Soluciones de General Kinematics

General Kinematics proporciona equipos óptimos para mejorar e impulsar la productividad en el proceso de tratamiento térmico y otros procesos de fabricación. Hay varios pasos cuando se trata de tratamiento térmico de metales, General Kinematics proporciona equipos diseñados para ayudar en este proceso y para aumentar la productividad de fabricación.

Transportadores

El elevador en espiral vibratorio SPIRA-FLOW™ de General Kinematics es ideal para tratamientos térmicos que requieren un largo recorrido de transporte, pero lo condensa en forma de espiral para ocupar menos espacio. El Spiral-Flow es un gran ajuste para las plantas de fabricación que tienen poco espacio o quieren optimizar su uso del espacio.

General Kinematics ofrece una amplia gama de transportadores adicionales para una multitud de necesidades de tratamiento térmico. Ya sea que busque mover sus materiales del punto A al punto B, calentar, enfriar o más, GK tiene el equipo que necesita para mejorar su poder de procesamiento.

Alimentadores

La alimentación de material en el proceso de tratamiento térmico deseado se realiza idealmente mediante alimentadores industriales de material. Los alimentadores vibratorios de dos masas de General Kinematics están diseñados para soportar las aplicaciones más duras y exigentes. Están equipados para asumir las cargas de material más exigentes con el fin de mantener su proceso en movimiento sin problemas. Los alimentadores GK están diseñados a medida y son de bajo mantenimiento, lo que significa menos tiempo de inactividad y más productividad.