Tratamiento térmico para piezas mecanizadas CNC

El tratamiento térmico se aplica a la mayoría de las aleaciones de metales para mejorar drásticamente propiedades físicas clave como dureza, resistencia y maquinabilidad. Estas mejoras se deben a modificaciones de la microestructura de los materiales y composición química de la superficie. Estos tratamientos incluyen el calentamiento de aleaciones 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. Ofrecemos diferentes tratamientos térmicos para la mayoría de las aleaciones metálicas utilizadas enMecanizado CNC, mejorar varias propiedades de las piezas finales de CNC y ayudarlo a seleccionar el material perfecto para sus aplicaciones.

Tiempo de aplicación del tratamiento térmico

Los tratamientos térmicos se aplican ampliamente a las aleaciones de metales en todas partes. Proceso de fabricación de mecanizado CNC. Para las piezas mecanizadas con CNC, los tratamientos térmicos se aplican normalmente antes y después del mecanizado CNC.

Antes del mecanizado CNC: una vez que el grado estandarizado de las aleaciones metálicas a pedido esté disponible, podemos mecanizar materiales metálicos directamente del stock. Esto reducirá los tiempos de entrega.

Después del mecanizado CNC: se aplica un tratamiento térmico normal como paso de acabado después del conformado, para aumentar la dureza de los materiales metálicos. Debido a la alta dureza se reducirá la maquinabilidad de los materiales metálicos. Estas cajas son una práctica estándar para el mecanizado CNC de piezas de acero.

Tratamientos térmicos comunes para materiales CNC

Recocido, alivio del estrés y templado

El recocido, el templado y el alivio de la tensión son procesos de calentamiento de aleaciones metálicas a una temperatura alta y posteriormente enfriar los materiales a una velocidad lenta, todos estos procesos normalmente se realizan en aire o en hornos. Se diferencian en la temperatura de calentamiento del material y en los 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 conformado, es 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.

El templado: también calienta piezas a temperatura inferior a la del recocido, también se aplica después del temple de aceros dulces (1045 o A 36) y aceros aleados (4140 o 4240), con el fin de reducir la fragilidad del metal y mejorar el rendimiento mecánico.

Tratamiento térmicoPropósitoMateriales compatibles
RecocidoMejorar la maquinaria de aleación de metal.Todas las aleaciones de metales
Aliviar el estrésLiberar la tensión residual de la deformación mecánicaTodas las aleaciones de metales
El templadoReducir la fragilidad después del enfriamiento.Aceros dulces (1045, A36)
Aceros aleados (4140,4240)
Aceros para herramientas (A2)

Temple

El enfriamiento rápido consiste en calentar las aleaciones metálicas a una temperatura muy alta y enfriarlas rápidamente, generalmente en la forma de sumergir los materiales en aceite o agua, o exponerlos a una corriente de aire frío. El proceso de enfriamiento rápido creará cambios de 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 templan como proceso final en el proceso de fabricación después del mecanizado CNC, ya que el aumento de 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 el acero para herramientas A2 puede alcanzar 63-65 HRC después del enfriamiento, y también puede templarse a 42-62 HRC. El revenido puede prolongar la vida útil de las piezas, ya que puede reducir la fragilidad, los mejores resultados se logran en el área de dureza de 56-58 HRC.

Tratamiento térmicoPropósitoMateriales compatibles
TempleAumenta 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 se calientan primero a una temperatura alta, luego se enfrían y finalmente se calientan a una temperatura más baja durante un período de tiempo prolongado. 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 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 tracción280 MPa510-540 MPa
Fuerza Rendimiento140 Mpa430-480 MPa
Elongación9-10%5-11%
Dureza68 HV175 HV

No todos los materiales metálicos pueden tratarse térmicamente con este método, es más adecuado para aplicaciones de alto rendimiento con superaleaciones compatibles.

Tratamiento térmicoPropósitoMateriales compatibles
Endurecimiento por precipitaciónAumenta la dureza y la resistencia de la aleación de metal.Aleaciones de aluminio (6061, 6068, 7075)
Acero inoxidable (17-4)

Endurecimiento de caja y carburación

El endurecimiento de la carcasa es un tratamiento térmico que puede crear una gran dureza en la superficie de las piezas con materiales de subrayado suave. Se prefiere este proceso que el método de enfriamiento con aumento de dureza general, ya que las partes más duras también son más frágiles.

La carburación es el tratamiento de endurecimiento de la carcasa más común. Su proceso incluye calentar aceros suaves en un ambiente rico en carbono y luego enfriarlos posteriormente para bloquear el carbono en la matriz de metal. Esto aumentará la dureza de la superficie de los aceros, similar al anodizado de las aleaciones de aluminio.

Tratamiento térmicoPropósitoMateriales compatibles
Endurecimiento y carburaciónAumente la dureza de la superficie de las piezas metálicas, mantenga el material del núcleo suaveAceros dulces (1018, A36)

Cómo especificar el tratamiento térmico

Una vez que realiza los pedidos de CNC, hay 3 formas de solicitar el tratamiento térmico:

  1. Referencia estándar de fabricación: muchos tratamientos térmicos están estandarizados y se aplican ampliamente.
  2. Especificar 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.
  3. 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.