El objetivo del tratamiento térmico es mejorar las propiedades mecánicas de los tubos de acero y de los tubos de acero de precisión, eliminar las tensiones residuales y mejorar la maquinabilidad de los metales de acero. Según los objetivos específicos, los procesos de tratamiento térmico se pueden clasificar en dos categorías: tratamiento térmico preparatorio y tratamiento térmico final.
Tratamiento térmico preparatorio
El objetivo del tratamiento térmico preparatorio es mejorar la trabajabilidad, eliminar las tensiones internas y preparar una estructura metalúrgica favorable para el tratamiento térmico final. Los procesos involucrados incluyen recocido, normalización, envejecimiento y temple y revenido.
(1) Recocido y normalización
El recocido y la normalización se aplican a las piezas brutas trabajadas en caliente. Los aceros al carbono y los aceros aleados con un contenido de carbono superior al 0,5 % suelen recocerse para reducir su dureza y facilitar el corte. Por el contrario, aquellos con un contenido de carbono inferior al 0,5 % se someten a un proceso de normalización para evitar una excesiva suavidad que puede provocar que la herramienta se atasque durante el corte. El recocido y la normalización también refinan las estructuras de grano, homogeneizan las microestructuras y preparan el material para los tratamientos térmicos posteriores. Estos procesos se realizan normalmente después de la fabricación de las piezas brutas y antes del mecanizado en desbaste.
(2) Tratamiento del envejecimiento
El tratamiento de envejecimiento se utiliza principalmente para eliminar las tensiones internas generadas durante la fabricación y el mecanizado de piezas en bruto. En el caso de piezas que requieren una precisión general, un único tratamiento de envejecimiento antes del acabado es suficiente para evitar un transporte excesivo. Sin embargo, en el caso de piezas con requisitos de mayor precisión (como la caja de una mandrinadora de coordenadas), pueden ser necesarios dos o más tratamientos de envejecimiento. Las piezas sencillas por lo general no requieren tratamiento de envejecimiento.
Aparte de las piezas fundidas, las piezas de precisión con poca rigidez (por ejemplo, husillos de precisión) suelen someterse a múltiples tratamientos de envejecimiento entre el mecanizado de desbaste y el de semiacabado para eliminar las tensiones internas y estabilizar la precisión del procesamiento. Algunas piezas axiales también requieren un tratamiento de envejecimiento después del enderezamiento.
(3) Temple y revenido
El temple y revenido implica un temple seguido de un revenido a alta temperatura. Este proceso produce una estructura de sorbita revenida de grano fino y uniforme, preparando el material para una deformación reducida durante el temple superficial y la nitruración posteriores. Por lo tanto, el temple y revenido también pueden servir como tratamiento térmico preparatorio.
Debido a sus excelentes propiedades mecánicas integrales, el temple y revenido también se pueden utilizar como tratamiento térmico final para piezas con requisitos moderados de dureza y resistencia al desgaste.
Tratamiento térmico final
El objetivo del tratamiento térmico final es mejorar las propiedades mecánicas como la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia.
(1) Enfriamiento
El temple puede ser superficial o directo. El temple superficial se utiliza ampliamente debido a que produce una deformación, oxidación y descarburación mínimas. Ofrece una alta resistencia externa, buena resistencia al desgaste y mantiene una buena tenacidad interna y resistencia al impacto. Para mejorar las propiedades mecánicas de las piezas templadas superficialmente, a menudo se realizan de antemano tratamientos térmicos preparatorios como temple y revenido o normalización. El flujo de proceso típico es: corte → forjado → normalizado (o recocido) → mecanizado en bruto → temple y revenido → mecanizado de semiacabado → temple superficial → mecanizado de acabado.
(2) Cementación y temple
La carburación y el temple son adecuados para aceros de bajo carbono y baja aleación. Este proceso aumenta el contenido de carbono de la superficie de la pieza, lo que da como resultado una alta dureza superficial después del temple, mientras que el núcleo conserva una resistencia moderada, una alta tenacidad y plasticidad. La carburación puede ser total o parcial, y esta última requiere medidas anticarburación (por ejemplo, recubrimientos anticarburación o de cobre) para las áreas no carburadas. Debido a la deformación significativa y a una profundidad de carburación que normalmente está entre 0,5 y 2 mm, el proceso de carburación generalmente se programa entre el mecanizado de semiacabado y el de acabado.
El flujo de proceso típico es: corte → forjado → normalizado → mecanizado en bruto y semiacabado → carburación y temple → mecanizado de acabado.
Cuando se agranda la porción no carburizada de una pieza parcialmente carburizada para permitir la eliminación del exceso de capas carburizadas, este paso de eliminación debe ocurrir después de la carburización pero antes del temple.
(3) Nitruración
La nitruración implica la infiltración de átomos de nitrógeno en la superficie del metal para formar una capa de compuestos de nitrógeno. La capa nitrurada mejora la dureza de la superficie de la pieza, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión. Dado que la nitruración funciona a bajas temperaturas con una deformación mínima y produce una capa fina (normalmente no más de 0.6-0.7 mm), el proceso de nitruración debe programarse lo más tarde posible. Para minimizar la deformación durante la nitruración, normalmente se realiza un templado a alta temperatura para aliviar la tensión después del corte.
