"Tratamientos Térmicos".
2.-Objetivo.
El objetivo de haber realizado este informe que
trata sobre tratamientos térmicos es que la persona o lector conozca
información básica pero muy importante sobre dicho tema y que posterior mente
pueda aplicar los conocimientos obtenidos en algunas de las áreas de VWM
relacionada con tratamientos térmicos
3.- Definición
Se conoce como tratamiento
térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo
condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad,
presión, de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de
mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la
elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son,
básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se
aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.
4.- Tipos de tratamientos
Térmicos.
Los tratamientos térmicos han adquirido gran
importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones
se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la
tensión. Los principales tratamientos térmicos son:
Temple:
El temple se utiliza para obtener un tipo de aceros de
alta dureza llamado martensita. Se trata de elevar la temperatura del acero
hasta una temperatura cercana (entre 900-950 °C) y posteriormente
someterlo a enfriamientos rápidos o bruscos y continuos en agua, aceite o aire.
La capacidad de un acero para transformarse en martensita durante el temple
depende de la composición química del acero y se denomina templabilidad. Al
obtener aceros martensíticos, en realidad, se pretende aumentar la dureza. El
problema es que el acero resultante será muy frágil y poco dúctil, porque
existen altas tensiones internas.
el temple de los metales
Revenido
Sólo se aplica a aceros previamente templados, para
disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y
aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia
de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se
mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. El revenido
consiste en calentar la pieza templada hasta cierta temperatura, para reducir
las tensiones internas que tiene el acero martensítico (de alta dureza). De
esto modo, evitamos que el acero sea frágil, sacrificando un poco la dureza. La
velocidad de enfriamiento es, por lo general, rápida.
Recocido
El recocido consiste en calentar un material hasta una
temperatura de austenización (800-925 °C) y, posteriormente, enfriarlo
lentamente. Se utiliza, al igual que el caso anterior, para suprimir los
defectos del temple. Se persigue: – Eliminar tensiones del temple. – Aumentar
la plasticidad, ductilidad y tenacidad del acero. ¿Cómo se practica el
recocido? – Se calienta el acero hasta una temperatura dada – Se mantiene la
temperatura durante un tiempo – Se enfría lentamente hasta temperatura
ambiente, controlando la velocidad de enfriamiento. Si la variación de
temperatura es muy alta, pueden aparecer tensiones internas que inducen grietas
o deformaciones. El grado de plasticidad que se quiere dotar al metal depende
de la velocidad de enfriamiento y la temperatura a la que se elevó
inicialmente.
También facilita el mecanizado de las piezas al
homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando
la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
Normalizado
Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones
internas sufridas por el material tras una conformación mecánica, tales como
una forja o laminación para conferir al acero unas propiedades que se
consideran normales de su composición. El normalizado se practica calentando
rápidamente el material hasta una temperatura crítica y se mantiene en ella
durante un tiempo. A partir de ese momento, su estructura interna se vuelve más
uniforme y aumenta la tenacidad del acero
Es decir tiene por
objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones
internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento
previo al temple y al revenido.
Tratamientos
Son tratamientos térmicos en los que, además de los
cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición
química de la capa superficial, añadiendo diferentes
productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos
requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas
especiales.
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos
están aumentar la dureza superficial
de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz,
disminuir el rozamiento aumentando el poder
lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste,
aumentar la resistencia a fatiga o
aumentar la resistencia a la corrosión.
Cementación (C)
Aumenta la dureza superficial de una pieza de acero
dulce, aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue
teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el
calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de
carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y
revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena
tenacidad en el núcleo.
proceso de cementacion
Nitruración(N)
La nitruración es un tratamiento termoquímico, en el que
se modifica la composición del acero incorporando nitrógeno durante el proceso
del tratamiento térmico en una atmosfera rica de nitrógeno
Nitruración de horno
Se coloca la pieza dentro del horno en el cual se hace
circular amoniaco y posteriormente se calienta a temperaturas de
aproximadamente 500 °C lo que provoca que el amoniaco se descomponga en hidrógeno y nitrógeno. El hidrógeno se separada del nitrógeno por diferencia de densidad y el nitrógeno al entrar en contacto con la superficie de la pieza
forma una recubrimiento de nitruro de hierro
Nitruración iónica
Las partículas de amoniaco se rompen mediante la aplicación
de campo eléctrico. Esto se logra sometiendo al amoniaco a una diferencia de
potencia entre 300 y 1000 v los iones de nitrógeno se dirigen hacia el cátodo
que consiste en la pieza a tratar formando una capa de nitruro de hierro.
Cianuración (C+N)
La cianuracion es un
tratamiento termoquímico que se le da a los aceros. Cuando se quiere
obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando
un baño de cianuro fundido, la cianuracion se puede considerar como un tratamiento
intermedio entre la cementación y la nitruración ya que el endurecimiento se
consigue por la acción combinada del carbono y el nitrógeno a una temperatura
determinada (Se aplican temperaturas entre 760 y 950 °C.)
La cianuracion se efectúa a una temperatura justamente
por encima de la crítica del corazón de la pieza, se introduce la pieza en una solución
que generalmente consta de cianuro de sodio con cloruro de sodio y carbonato de
sodio, el enfriamiento se da directamente por
inmersión al salir del baño de cianuro con esto se obtiene una
profundidad de superficie templada uniforme de unos 0.25 mm en un tiempo de una
hora
Carbonitruración (C+N)
al igual que la cianuración, introduce carbono y
nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o propano; amoníaco(NH3)
y monóxido
de carbono (CO). En el proceso se requieren temperaturas de
650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un revenido posterior.
La carbonitruracion en un baño de sal es un tratamiento térmico
que se encuadra entre la nitruración y la cementación. Por esta razón la
temperatura de la carbonitruracion se sitúan entre la temperatura de estos
procesos
Sulfinización (S+N+C)
Aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre. El
azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C)
en un baño de sales.
5.- Ejemplos de uso (al
menos 3 diferentes).
Pavonado
Como pavonado se entiende el proceso de formación en las superficies
de las piezas de acero de una capa de óxido adherente y con cierta capacidad de
protección contra la corrosión. Dependiendo del modo de proceder las capas
pueden variar desde color azul hasta negro.
Las propiedades de protección contra la corrosión en un ambiente húmedo no son
altas, por lo que las piezas pavonadas es recomendable engrasarlas para evitar
el contacto con la humedad. Este procedimineto se usa mucho en la conservación
de las armas de fuego y en otras piezas menudas, como manecillas de relojes,
muelles, cintas de acero y otras.
Se pueden usar dos métodos:
*Pavonado por calentamiento.
*Pavonado por inmersión.
Pavonado por calentamiento.
Para ello hay que disponer de un horno que sea capaz de
producir temperaturas en el orden de 400ºC.
El procedimiento es como sigue:
Las piezas bien limpias de herrumbre y suciedad, se cubren con una solución al
15-25% de asfalto o barniz de aceite en gasolina, y luego, sobre una malla de
hierro, se colocan en el horno a temperaturas entre 350 y 400ºC por 10-12
minutos hasta obtener una "pintura" lisa y negra sobre la superficie.
Pavonado por inmersión
A este procedimiento también se le llama azulado, debido
a que las piezas toman una tonalidad azul. Para ello las piezas se sumergen en
una mezcla fundida a 310-350ºC de nitratos sódico (NaNO3) y potásico (KNO3),
también conocidos como salitre sódico y salitre potásico. Luego las piezas se
lavan con una solución de jabón caliente al 2%.
Si se le agrega al baño un 25% de sosa caústica (NaOH) la coloración final de
las piezas se torna negra
pavonado en tornilleria para evitar corrosión
El cromado
Es la técnica de depositar mediante galvanoplastia una fina capa de cromo sobre un objeto de otro metal o de plástico. La capa de cromo puede ser simplemente decorativa, proporcionar resistencia frente a la corrosión, facilitar la limpieza del objeto, o incrementar su dureza superficial. En ocasiones para propósitos meramente estéticos se emplea una imitación del cromo más barata que éste.
Un elemento
que se desee cromar debe pasar por las siguientes fases:
·desengrasado para retirar la suciedad superficial;
·limpieza manual para retirar todas las trazas
restantes de suciedad e impurezas superficiales;
·varios pre-tratamientos dependiendo del
sustrato;
·introducción en el vaso de cromado, donde se
calienta hasta la temperatura de la disolución; y
·aplicación de la corriente galvánica, bajo la
que se deja el componente durante el tiempo que se requiera para que se
deposite sobre él el espesor de cromo requerido.
proceso de cromado
Tratamiento de los pistones de un motor
Uno de los primeros componentes que se debería considerar para ser revestido es el pistón. Revestir el pistón reduce fricción y desgaste, y reduce la temperatura de funcionamiento del parte. Además puede aumentar la potencia y el par del motor, puede reducir o eliminar la detonación y reducir el consumo de combustible. Permite utilizar mayores ratios de compresión, y menor holgura entre el pistón y las paredes para sellar mejor los segmentos y producir menos ruido.
Los pistones se pueden cubrir con tres diferentes sistemas de revestimiento. Se trata de Lubricantes en Película Seca, Barreras Térmicas en Película Solido (BTPS) y Recubrimientos Anti adherentes en Pelicula Solido (APS). Estos sistemas pueden ser beneficiosos para todos los pistones, sean de 4 tiempos, 2 tiempos, de gasolina
6.- Resumen sobre la importancia de los tratamientos térmicos en VW.
Los tratamientos térmicos a
nivel industrial son de suma importancias y aún más dentro de una empresa que
se dedica a armar automóviles de muy buena calidad. Dentro de planta, ahí una
amplia gama de operaciones llevadas a cabo a elevadas temperaturas, con las
cuales se trasforman las propiedades de los metales y las aleaciones para poder
trabajarlos eficientemente o para conferirles determinadas características mecánicas
o tecnológicas. Desde que un material o acero entra en la fábrica la mayoría de
estos objetos metálicos sufren por lo menos un tratamiento térmico en alguna
fase de su producción, puede considerarse que este tratamiento es parte importante
de la moderna tecnología industrial en Volkswagen. Un ejemplo muy claro es en
las áreas o talleres de mantenimiento de construcción de dispositivos donde
como su nombre lo dice construyen diferentes dispositivos para varias aplicaciones
y para ello tienen que emplear los diferentes tratamientos térmicos o termoquímicos
que se mencionan en este informe para
para desempeñar alguna tarea en la cual sea necesario.
7.- cuestionario
8.- Referencia y bibliografía.
Referencia
Bibliografía
https://onedrive.live.com/redir?resid=BF85CDEC8EF6BE36!667&authkey=!AG_t0_67n851YME&ithint=file%2cpptx
