TRATAMIENTOSTRATAMIENTOS

METALESMETALES

Introducción:Introducción:

► ¿Cómo se obtiene el acero?¿Cómo se obtiene el acero?

► Fabricación de tornillosFabricación de tornillos

► Fabricación de alicates.Fabricación de alicates.

Definición de Definición de tratamientotratamiento

Procesos a que se Procesos a que se someten los metales con someten los metales con el objeto de el objeto de mejorarmejorar sus sus propiedades mecánicas.propiedades mecánicas.

Tipos de tratamientos

Térmicos Termoquímicos Mecánicos

Recocido

Normalizado

Temple

Revenido

Cementación

Nitruración

Cianuración

Sulfinización

Superficiales

En frío

En caliente

Conformado

Trefilado

Laminación

Conformado

Extrusión

Laminación

Metalización

Cromado

Temple superficial

A la llama

Por inducción

Por rayo láser

Por bombardeo electrolítico

Tratamientos térmicos:Tratamientos térmicos:

Consisten en someter los Consisten en someter los metales y las aleaciones metales y las aleaciones a procesos de a procesos de calentamiento y calentamiento y enfriamiento con el enfriamiento con el objeto de variar su objeto de variar su estructura cristalina y su estructura cristalina y su constitución, pero no su constitución, pero no su composición química.composición química.

Objetivos de los tratamientos Objetivos de los tratamientos térmicos:térmicos:

► Conseguir una estructura de menor dureza y mayor maquinabilidad.

► Eliminar la acritud (la acritud aumenta la fragilidad) que originó un mecanizado en frío.

► Eliminar las tensiones internas originada por la deformación de la red cristalina (las cuales elevan la dureza y fragilidad)

► Conseguir la homogeneización de la estructura de una pieza.

► Conseguir la máxima dureza y resistencia.

► Mejorar la resistencia a los agentes químicos.

► Modificar algunas propiedades magnéticas.

Recocido:Recocido:

El material se El material se calienta hasta una calienta hasta una determinada temperatura, determinada temperatura, se mantiene en ella un se mantiene en ella un cierto tiempo y más tarde cierto tiempo y más tarde se deja enfriar lentamente. se deja enfriar lentamente.

Factores que intervienen Factores que intervienen en el tratamiento del en el tratamiento del recocido:recocido:

Tiempo de calentamiento.

Velocidad de enfriamiento

Línea de recocido continuo de una acería de Avilés.

Objetivos del recocido:Objetivos del recocido:

► Homogeneizar la estructura interna (elimina tensiones internas).

► Aumentar la plasticidad, tenacidad y ductilidad.

► Facilitar el mecanizado.

► Eliminar la acritud que produce el trabajo en frío.

► Aumentar el alargamiento.

► Disminuir la tensión de rotura.

► Disminuir el límite real de elasticidad.

► Disminuir la dureza.

► En general suprimir los defectos del temple.

De homogeneización

De estabilización

De regeneración

Tipos de

recocido

Consigue eliminar tensiones internas de los metales y las aleaciones que han sido previamente sometidos a forja o laminado.

Se aplica a metales que poseen alguna soldadura defectuosa para homogeneizar sus propiedades.

Se utiliza en aleaciones anormalmente duras por haber sufrido un enfriamiento demasiado rápido.

Normalizado:Normalizado:

Tratamiento térmico similar al recocido del que Tratamiento térmico similar al recocido del que sólo se diferencia en la velocidad de enfriamiento, que sólo se diferencia en la velocidad de enfriamiento, que en este caso es más elevada.en este caso es más elevada.

Factores que intervienen en el tratamiento del Factores que intervienen en el tratamiento del normalizado:normalizado:

Velocidad de enfriamiento

Temperatura y tiempo de calentamiento.

Sólo se utilizan en aceros no aleados.

Objetivos del normalizado:Objetivos del normalizado:

► Eliminar los defectos de un tratamiento defectuoso.

► Eliminar tensiones internas.

► Uniformizar el tamaño del grano.

Temple:Temple:El acero se calienta a una temperatura elevada, a continuación, El acero se calienta a una temperatura elevada, a continuación,

someterlo a un proceso de enfriamiento rápido. De este modo se someterlo a un proceso de enfriamiento rápido. De este modo se consigue una estructura de la superficie del metal anormalmente dura.consigue una estructura de la superficie del metal anormalmente dura.

Factores que intervienen en el tratamiento del temple:Factores que intervienen en el tratamiento del temple:

Temperatura a la que hay que calentar.

Composición del acero o la aleación.

Tiempo de calentamiento

Velocidad de enfriamiento

Los que dependen de la pieza: temperatura del temple, tamaño, masa, forma y dimensiones de la pieza.

Los que dependen del medio de enfriamiento: calor específico, volumen, temperatura de ebullición, etc

Objetivos del temple:Objetivos del temple:

► Aumento de la dureza y de la resistencia mecánica.

► Disminución de la tenacidad (la tenacidad aumenta la fragilidad).

► Disminución del alargamiento unitario y la tenacidad (implica mayor fragilidad).

► Modificación de algunas propiedades físicas y químicas: magnetismo, resistencia eléctrica y resistencia a ciertos ácidos.

Temple de

precipitación

Temple martensítico

Tipos de

temple

Se denomina así porque el enfriamiento provoca la precipitación de un compuesto químico que pone en tensión los cristales del metal y los endurece.

Se aplica a las aleaciones de aluminio, magnesio y cobre.

Debe su nombre a la martensita, aleación muy rica en carbono que se forma en la superficie del material durante el proceso de enfriamiento rápido y que se caracteriza por su extrema dureza y fragilidad.

Se aplica a los aceros.

Revenido:Revenido:

Las piezas se calientan a una Las piezas se calientan a una temperatura inferior a la del temperatura inferior a la del temple para transformarlas en temple para transformarlas en formas más estables y, a formas más estables y, a continuación, provocarles un continuación, provocarles un enfriamiento rápido.enfriamiento rápido.

Factores que intervienen en el Factores que intervienen en el tratamiento del revenido:tratamiento del revenido:

Estructura inicial de la pieza.

Temperatura y tiempo de calentamiento.

Velocidad de enfriamiento.

Dimensiones de la pieza.

Objetivos del revenido:Objetivos del revenido:

► Aumentar la plasticidad, tenacidad, alargamiento, resilencia y extricción.

► Disminución de la fragilidad.

► Disminución de la resistencia mecánica, dureza y límite elástico.

Velocidades de enfriamiento (comparativa)Velocidades de enfriamiento (comparativa)

1. Temple: velocidad de enfriamiento muy rápida para conseguir estructura martensítica.

2. Revenido: Enfriamiento más bien rápido (menor que el temple).

3. Normalizado: Enfriamiento al aire en calma.

4. Recocido: Enfriamiento lento hasta temperatura ambiente, generalmente en el horno en que se calentó.

Temperatura de austenización (>727ºC)

Tratamientos térmoquímicos:Tratamientos térmoquímicos:

Son procesos de calentamiento y enfriamiento Son procesos de calentamiento y enfriamiento de los metales, a la vez que se aporta otros elementos de los metales, a la vez que se aporta otros elementos con el fin de modificar su composición química con el fin de modificar su composición química superficial. Así:superficial. Así:

Se aumenta la dureza superficial sin modificar la Se aumenta la dureza superficial sin modificar la ductilidad.ductilidad.

Aumenta la resistencia al desgaste.Aumenta la resistencia al desgaste. Aumenta la resistencia a la corrosión.Aumenta la resistencia a la corrosión.

Cementación:Cementación:

Se aumenta la Se aumenta la cantidad de carbono en la cantidad de carbono en la capa superficial de la pieza capa superficial de la pieza de acero, con lo que se de acero, con lo que se logra el endurecimiento.logra el endurecimiento.

Se aplica a las piezas Se aplica a las piezas que deben ser resistentes que deben ser resistentes al rozamiento y a los al rozamiento y a los golpes, para dotarlos de golpes, para dotarlos de dureza superficial y dureza superficial y resiliencia.resiliencia.

Nitruración:Nitruración:

Se incorpora nitrógeno a la estructura cristalina Se incorpora nitrógeno a la estructura cristalina superficial para provocar su endurecimiento.superficial para provocar su endurecimiento.

Se aplica a piezas de acero y fundición, como Se aplica a piezas de acero y fundición, como cigüeñales, brocas , sierras…cigüeñales, brocas , sierras…

Cianuración:Cianuración:

La cianuración es un tratamiento termoquímico La cianuración es un tratamiento termoquímico que se da a los aceros. que se da a los aceros.

Cuando se quiere obtener una superficie dura y Cuando se quiere obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando un resistente al desgaste, esto se logra empleando un baño de cianuro fundido, la cianuración se puede baño de cianuro fundido, la cianuración se puede considerar como un tratamiento intermedio entre la considerar como un tratamiento intermedio entre la cementación y la nitruración ya que el endurecimiento cementación y la nitruración ya que el endurecimiento se consigue por la acción combinada del carbono y el se consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno a una temperatura determinada.nitrógeno a una temperatura determinada.

Sulfinización:Sulfinización:

Se incorporan azufre, nitrógeno y carbono a la Se incorporan azufre, nitrógeno y carbono a la superficie de los metales por medio de su inmersión en superficie de los metales por medio de su inmersión en un baño a temperatura cercana a los 565ºC. un baño a temperatura cercana a los 565ºC.

De esta manera:De esta manera:

► Aumenta considerablemente la resistencia al Aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los metales.desgaste de los metales.

► Evita el agarrotamiento.Evita el agarrotamiento.► Facilita la lubricación.Facilita la lubricación.

Se aplica en herramientas de corte.Se aplica en herramientas de corte.

Tratamientos mecánicos:Tratamientos mecánicos:

Son operaciones de Son operaciones de deformación del material deformación del material que permiten, mediante que permiten, mediante esfuerzos mecánicos, esfuerzos mecánicos, mejorar sus características. mejorar sus características. La deformación mecánica La deformación mecánica puede hacerse en frío o en puede hacerse en frío o en caliente.caliente.

Con ellos se Con ellos se pretende modificar la pretende modificar la estructura interna al estructura interna al homogeneizar el material, homogeneizar el material, eliminando tensiones eliminando tensiones internas y posibles fisuras y internas y posibles fisuras y cavidades existentes.cavidades existentes.

En caliente

En frío

Tratamientos mecánicos

Permiten deformar el material a temperatura ambiente, generalmente por aplastamiento.

• Aumenta la dureza y la resistencia mecánica.

• Disminuye la ductilidad y la plasticidad.

Permiten deformar el material generalmente a golpes, una vez que se calienta a una temperatura determinada.

• Elimina sopladuras y cavidades internas.

• Se obtiene una estructura interna más homogénea.

Laminación

Tratamientos superficiales:Tratamientos superficiales:

Mediante estos Mediante estos tratamientos se modifica la tratamientos se modifica la superficie de los metales sin superficie de los metales sin variar su composición variar su composición química.química.

Preparación de superficies

Tratamientos superficiales

Cromado:Cromado:Consiste en un recubrimiento Consiste en un recubrimiento

de cromo sobre la superficie del metal de cromo sobre la superficie del metal que se desea proteger, realizándose que se desea proteger, realizándose por un proceso electrolítico.por un proceso electrolítico.

Con el cromado se mejoran:Con el cromado se mejoran:

► La resistencia al desgaste, al La resistencia al desgaste, al rayado, a la penetración y a la rayado, a la penetración y a la corrosión.corrosión.

► Disminuye el coeficiente de Disminuye el coeficiente de rozamiento.rozamiento.

► Incrementa la dureza superficial.Incrementa la dureza superficial.

Se aplica en piezas nuevas o Se aplica en piezas nuevas o desgastadas, en motores de desgastadas, en motores de explosión, cilindros…explosión, cilindros…

Tubo de cobre cromado

Metalización:Metalización:

Consiste en la Consiste en la proyección de partículas sobre proyección de partículas sobre una pieza por medio de una una pieza por medio de una pistola de metalización que pistola de metalización que funde el material a aportar.funde el material a aportar.

Se emplea para Se emplea para aumentar la resistencia al aumentar la resistencia al desgaste o a la corrosión.desgaste o a la corrosión.

Temple superficial:Temple superficial:

Se consigue provocando un calentamiento muy Se consigue provocando un calentamiento muy rápido, de forma que solo una capa muy delgada de la rápido, de forma que solo una capa muy delgada de la superficie consiga una temperatura adecuada, seguida superficie consiga una temperatura adecuada, seguida de un enfriamiento rápido.de un enfriamiento rápido.

Para la fase de calentamiento puede utilizarse:Para la fase de calentamiento puede utilizarse:► Una llama.Una llama.► Corrientes de inducción.Corrientes de inducción.

El material que se obtiene es tenaz, resiliente y El material que se obtiene es tenaz, resiliente y resistente al desgaste.resistente al desgaste.

Se aplica a engranajes, válvulas, coronas…Se aplica a engranajes, válvulas, coronas…