El tratamiento térmico se aplica a la mayoría de las aleaciones metálicas para mejorar drásticamente las propiedades físicas clave como la dureza, la resistencia y la maquinabilidad. Estas mejoras se deben a las modificaciones de la microestructura de los materiales y la composición química de la superficie. Estos tratamientos incluyen aleaciones de calentamiento a temperaturas extremas con condiciones de enfriamiento controladas. Las propiedades físicas finales de las aleaciones metálicas se verán afectadas en gran medida por la temperatura de calentamiento, el tiempo de calentamiento y la velocidad de enfriamiento. Proporcionamos diferentes tratamientos térmicos para las aleaciones metálicas más comunes en Mecanizado CNC, mejorar varias propiedades de las piezas CNC finales y ayudarlo a seleccionar el material perfecto para sus aplicaciones.
Tiempo de aplicación del tratamiento térmico
Los tratamientos térmicos se aplican ampliamente a la aleación de metal en todo Proceso de fabricación de mecanizado CNC. Para las piezas mecanizadas por CNC, los tratamientos térmicos se aplican normalmente antes y después del mecanizado por CNC.
Antes del mecanizado CNC: una vez que el grado estandarizado de aleaciones metálicas a pedido esté disponible, podemos mecanizar materiales metálicos directamente del stock. Esto reducirá los tiempos de entrega.
Después del mecanizado CNC: el tratamiento térmico normal se aplica como paso de acabado después de la formación, para aumentar la dureza de los materiales metálicos. Debido a la alta dureza, se reducirá la maquinabilidad de los materiales metálicos. Estos casos son una práctica estándar para el mecanizado CNC de piezas de acero.
Tratamientos térmicos comunes para materiales CNC
Recocido, alivio de tensión y templado
El recocido, el revenido y el alivio de tensiones son procesos de calentamiento de aleaciones metálicas a alta temperatura y, posteriormente, enfriamiento de los materiales a un ritmo lento; todos estos procesos normalmente se llevan a cabo al aire o en hornos. Se diferencian en la temperatura de calentamiento del material y las órdenes del proceso de fabricación.
Recocido: los materiales metálicos se calientan a una temperatura muy alta y luego se enfrían lentamente para lograr la microestructura deseada. El recocido siempre se aplica a la mayoría de las aleaciones metálicas después del proceso de formación, antes de cualquier procesamiento adicional para ablandar el metal y aumentar la maquinabilidad. La mayoría de los materiales CNC obtendrán propiedades de estado recocido sin otro tratamiento térmico.
Aliviar el estrés: calentará las piezas a una temperatura alta (más baja que el recocido), este proceso se aplica después del proceso de mecanizado CNC, para eliminar las tensiones residuales del proceso de mecanizado CNC, producir piezas CNC con propiedades mecánicas más consistentes.
templado: también calienta piezas a una temperatura más baja que el recocido, también se aplica después del proceso de templado de aceros dulces (1045 o A 36) y aceros aleados (4140 o 4240), para reducir la fragilidad del metal y mejorar el rendimiento mecánico.
| Tratamiento térmico | Objetivo | Materiales compatibles |
| Recocido | Mejorar la maquinabilidad de aleaciones de metal | Todas las aleaciones de metal |
| Aliviar el estrés | Liberar el estrés residual de la deformación mecánica. | Todas las aleaciones de metal |
| templado | Reducir la fragilidad después del enfriamiento | Aceros dulces (1045,A36) Aceros aleados (4140,4240) Aceros para herramientas (A2) |
Temple
El enfriamiento consiste en calentar aleaciones metálicas a una temperatura muy alta y enfriarlas rápidamente, generalmente sumergiendo los materiales en aceite o agua, o exponiéndolos a una corriente de aire frío. El proceso de enfriamiento rápido creará cambios en la microestructura en el área de calentamiento, lo que dará como resultado una dureza muy alta en la superficie de las piezas. Las piezas CNC generalmente se apagan como proceso final en el proceso de fabricación después del mecanizado CNC, debido a que el aumento de la dureza hará que los materiales metálicos sean difíciles de cortar.
Los aceros para herramientas se templan después del mecanizado CNC para obtener propiedades de alta dureza superficial. Luego se aplica un proceso de templado adicional para controlar la dureza final. Como herramienta de acero A2 puede alcanzar 63-65 HRC después del enfriamiento y también puede templarse a 42-62 HRC. El templado puede prolongar la vida útil de las piezas, ya que puede reducir la fragilidad; los mejores resultados se logran en un área de dureza de 56-58 HRC.
| Tratamiento térmico | Objetivo | Materiales compatibles |
| Temple | Aumentar la dureza de la aleación de metal | Aceros dulces (1045,A36) Aceros aleados (4140,4240) Aceros para herramientas (D2,A2,O1) |
Endurecimiento por precipitación
El endurecimiento por precipitación normalmente incluye un proceso de tres pasos: los materiales metálicos primero se calientan a alta temperatura, luego se apagan y finalmente se calientan a una temperatura más baja durante un largo período de tiempo. Esto da lugar a elementos de aleación, que aparecen como partículas discretas de diferente composición, se disuelven y distribuyen uniformemente sobre la matriz metálica. Después del endurecimiento por precipitación, la resistencia y la dureza de las aleaciones metálicas aumentan drásticamente. Como el aluminio 7075, podemos presenciar los efectos de la precipitación en la siguiente tabla:
| Aluminio 7075 (Templado) | Aluminio 7075 (endurecido por precipitación) | |
| Resistencia a la tracción | 280 MPa | 510-540MPa |
| Límite elástico | 140 MPa | 430-480MPa |
| Alargamiento | 9-10% | 5-11% |
| Dureza | 68 HV | 175 HV |
No todos los materiales metálicos pueden tratarse térmicamente con este método, es más adecuado para aplicaciones de alto rendimiento con superaleaciones compatibles.
| Tratamiento térmico | Objetivo | Materiales compatibles |
| endurecimiento por precipitación | Aumenta la dureza y la fuerza de la aleación de metal. | Aleaciones de aluminio (6061, 6068, 7075) Acero inoxidable (17-4) |
Endurecimiento y cementación
El endurecimiento superficial es un tratamiento térmico que puede crear una gran dureza en la superficie de las piezas con materiales de refuerzo suaves. Este proceso es preferible al método general de aumento de la dureza de enfriamiento, ya que las piezas más duras también son más frágiles.
La cementación es el tratamiento de cementación más común. Su proceso incluye el calentamiento de aceros dulces en un entorno rico en carbono y, posteriormente, el enfriamiento para bloquear el carbono en la matriz metálica. Esto aumentará la dureza de la superficie de los aceros, similar a la anodización de las aleaciones de aluminio.
| Tratamiento térmico | Objetivo | Materiales compatibles |
| Endurecimiento y cementación | Aumenta la dureza de la superficie de las piezas metálicas, mantiene el material del núcleo suave | Aceros dulces (1018,A36) |
Cómo especificar el tratamiento térmico
Una vez que realiza los pedidos de CNC, hay 3 formas de solicitar el tratamiento térmico:
- Referencia estándar de fabricación: muchos tratamientos térmicos están estandarizados y se aplican ampliamente.
- Especifique la dureza requerida: este es un método común para especificar tratamientos térmicos para aceros para herramientas y cementación. Esto puede indicar tratamientos térmicos después del mecanizado CNC.
- Especifique el ciclo de tratamiento térmico: puede modificar las propiedades del material para su aplicación y luego comunicarse con su proveedor una vez que realice los pedidos.