Cuando termina de que CNC mecanizan una parte, su trabajo no está hecho. Estos componentes sin procesar pueden tener superficies antiestéticas y pueden no ser lo suficientemente fuertes. O son solo parte de un componente que debe unirse con otros componentes para formar un producto completo. Después de todo, ¿con qué frecuencia usa un dispositivo formado por piezas individuales?
El punto es que los procesos de postprocesamiento son necesarios para una variedad de aplicaciones, y aquí le presentamos algunas consideraciones para que pueda elegir la operación secundaria adecuada para su proyecto.
En esta serie de tres partes, cubriremos opciones y consideraciones para procesos de tratamiento térmico, acabados e instalación de hardware. Se puede requerir cualquiera o todos estos para mover su parte de un estado mecanizado a un estado listo para el cliente. Este artículo analiza el tratamiento térmico, mientras que las partes II y III examinan la preparación de la superficie y la instalación de hardware.
En esta serie de tres partes, cubriremos opciones y consideraciones para procesos de tratamiento térmico, acabados e instalación de hardware. Cualquiera o todos estos pueden ser necesarios para obtener su parte de un estado mecanizado a un estado listo para el cliente. Este artículo analiza el tratamiento térmico.
¿Tratamiento térmico antes o después del procesamiento?
El tratamiento térmico es la primera operación a considerar después del mecanizado, e incluso es posible considerar el mecanizado de materiales previamente tratados. ¿Por qué usar un método y no el otro? El orden en que se seleccionan el tratamiento térmico y los metales de mecanizado pueden afectar las propiedades del material, el proceso de mecanizado y las tolerancias de la pieza.
Cuando usa materiales que han sido tratados térmicamente, esto afecta su mecanizado: los materiales más duros tardan más en las máquinas y las herramientas se usan más rápido, lo que aumenta los costos de mecanizado. Dependiendo del tipo de tratamiento térmico aplicado y la profundidad debajo de la superficie afectada del material, también es posible cortar la capa endurecida del material y derrotar el propósito de usar metal endurecido en primer lugar. También es posible que el proceso de mecanizado genere suficiente calor para aumentar la dureza de la pieza de trabajo. Ciertos materiales, como el acero inoxidable, son más propensos al endurecimiento del trabajo durante el mecanizado, y se requiere un cuidado adicional para evitar esto.
Sin embargo, elegir un metal precalentado tiene algunas ventajas. Con metales endurecidos, sus piezas se pueden mantener tolerancias más estrictas, y los materiales de abastecimiento son más fáciles porque los metales tratados con precalentamiento están fácilmente disponibles. Y, si espera hasta que se complete el mecanizado, el tratamiento térmico agrega otro paso que requiere mucho tiempo al proceso de producción.
Por otro lado, el tratamiento térmico después del mecanizado le brinda más control sobre el proceso de mecanizado. Hay muchos tipos de tratamiento térmico, y puede elegir qué tipo usar para obtener las propiedades de material deseadas. El tratamiento térmico después del mecanizado también garantiza un tratamiento térmico constante en la superficie de la pieza. Para los materiales precalentados, el tratamiento térmico solo puede afectar el material a una cierta profundidad, por lo que el mecanizado puede eliminar el material endurecido en algunos lugares pero no en otros.
Como se mencionó anteriormente, el tratamiento térmico posterior al procesamiento aumenta el costo y el tiempo de entrega porque el proceso requiere pasos subcontratados adicionales. El tratamiento térmico también puede hacer que las piezas se deforman o se deforman, afectando las tolerancias estrictas obtenidas durante el mecanizado.
Tratamiento térmico
Típicamente, el tratamiento térmico cambia las propiedades del material del metal. Por lo general, esto significa aumentar la fuerza y la dureza del metal para que pueda soportar aplicaciones más extremas. Sin embargo, ciertos procesos de tratamiento térmico, como el recocido, en realidad pueden reducir la dureza del metal. Veamos los diferentes métodos de tratamiento térmico.
Endurecimiento
El endurecimiento se usa para hacer que el metal sea más duro. La mayor dureza significa que el metal es menos probable que se abalanza o marque cuando se ve afectado. El tratamiento térmico también aumenta la resistencia a la tracción del metal, que es la fuerza por la cual el material falla y se rompe. La mayor resistencia hace que el material sea más adecuado para ciertas aplicaciones.
Para endurecer un metal, la pieza de trabajo se calienta a una temperatura específica por encima de la temperatura crítica del metal, o el punto en el que cambian su estructura cristalina y propiedades físicas. El metal se mantiene a esta temperatura y luego se enfría en agua, salmuera o aceite para enfriar. El fluido de enfriamiento depende de la aleación específica del metal. Cada fluido de apagón tiene una velocidad de enfriamiento única, por lo que la elección se basa en qué tan rápido enfría el metal.
Endurecimiento de la caja
El endurecimiento de la caja es un tipo de endurecimiento que afecta solo a la superficie externa del material. Este proceso generalmente se realiza después del mecanizado para crear una capa externa duradera.
endurecimiento por precipitación
El endurecimiento por precipitación es un proceso para metales específicos con elementos de aleación específicos. Estos elementos incluyen cobre, aluminio, fósforo y titanio. Estos elementos precipitan en el metal sólido o forman partículas sólidas cuando el material se calienta durante un período prolongado de tiempo. Esto afecta la estructura del grano, aumentando la resistencia del material.
(La profundidad de endurecimiento se puede cambiar modificando los parámetros del proceso)
Recocido
Como se mencionó anteriormente, el recocido se usa para suavizar el metal, así como para aliviar el estrés y aumentar la ductilidad del material. Este proceso hace que el metal sea más fácil de funcionar.
Para recocir un metal, el metal se calienta lentamente a una temperatura específica (por encima de la temperatura crítica del material), se mantiene a esa temperatura y finalmente se enfría muy lentamente. Este proceso de enfriamiento lento se logra enterrando el metal en el material aislante o manteniéndolo en el horno a medida que el horno y el metal se enfrían.
Alivio del estrés de mecanizado de losas grandes
El alivio del estrés es similar al recocido, donde el material se calienta a cierta temperatura y se enfría lentamente. Sin embargo, en el caso del alivio del estrés, esta temperatura está por debajo de la temperatura crítica. El material se enfría aire.
Este proceso elimina el estrés del trabajo en frío o el corte sin alterar significativamente las propiedades físicas del metal. Si bien las propiedades físicas no cambian, aliviar este estrés ayuda a evitar los cambios dimensionales (o deformación u otra deformación) durante el procesamiento adicional o durante el uso de la pieza.
Templado
Cuando se templa un metal, se calienta a un punto por debajo de la temperatura crítica y luego se enfría en el aire. Esto es casi lo mismo que el alivio del estrés, pero la temperatura final no es tan alta como el alivio del estrés. El templado aumenta la resistencia al tiempo que retiene la mayor parte de la dureza del material agregado a través del proceso de endurecimiento.
Pensamientos finales
El tratamiento térmico de los metales a menudo es necesario para lograr la propiedad física deseada
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