Jorge - aceros del perú

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J
y
Hola so
Asesor de:
Les presento el
Boletín Nº 2
Tratamiento Térmico de
los Aceros de Herramientas
Para cualquiera que esté involucrado en el
tratamiento térmico de los aceros de
herramientas, es importante recordar algunas de
las mejores prácticas a fin de realizar el
tratamiento térmico adecuado. En el presente
artículo aprenderemos un poco más acerca del
tratamiento térmico de los aceros de
herramientas.
PRECALENTAMIENTO
Antes de templar es conveniente llevar a cabo el
precalentamiento del acero. Los aceros de
herramientas son sensibles a los cambios bruscos
de temperatura, por lo que el precalentado ofrece
las siguientes ventajas:
Eliminar las tensiones del maquinado.
Reduce el tiempo necesario para templar
evitando la descarburización y oxidación
en el proceso de temple.
Disminuye la deformación que se origina
en este tratamiento.
Se resalta el hecho, de que los aceros de
herramientas sufren un cambio en su volumen
durante el calentamiento a altas temperaturas
debido a la microestructura de austenita. Si este
cambio de volumen se produce de manera no
uniforme puede ocasionar una distorsión
inesperada, especialmente en piezas cuya
geometría presente diferentes tamaños de sección.
Para la mayoría de los aceros de herramientas, se
d e b e s e l e c c i o n a r u n a t e m p e r at u r a d e
precalentamiento por debajo de la temperatura de
austenización (Ac1 o Ac3) y mantenerse durante el
tiempo suficiente a fin de lograr que toda la sección
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ACEROS DEL PERU
de la pieza alcance una temperatura uniforme.
Lo anterior, también permite que el cambio de
volumen del material se realice de forma uniforme,
ocasionando una menor distorsión. En líneas
generales para los aceros de herramientas se
emplea una temperatura de precalentamiento a
unos 600 ºC a 40 minutos aproximadamente, pero
pueden darse en ocasiones de hasta dos
precalentamientos escalonados, dependiendo de la
temperatura de austenización del acero de
herramientas que se está tratando.
TEMPLE
Su objetivo es aumentar la dureza y la resistencia
del acero. Este tratamiento consiste en lograr un
calentamiento desde la zona de austenización,
seguido de un enfriamiento, adecuadamente rápido
que permita la transformación en martensita, es
decir, una estructura de elevada dureza y
fragilidad.
La austenización, es la etapa del proceso de
tratamiento térmico, donde el acero es calentado
dentro o por encima del rango de transformación
(línea A1), es decir cuando una matriz austenítica
comienza a formarse. La austenita se forma por
completo cuando el acero es calentando por
encima de las temperaturas A3 o Acm.
El propósito de la austenización es permitir que
las partículas de carburo de disuelvan parcial o
totalmente y se difundan en la matriz. Diferentes
tipos de carburos se disuelven a ritmos diferentes
de temperatura, por lo tanto la temperatura de
austenización adecuada dependerá
principalmente de la composición química del
acero. Es primordial que la temperatura sea
uniforme, que no se debe exceder ni prolongar su
tiempo más de lo indicado de lo contrario se
generará una fuerte descarburización y
crecimiento del grano.
MEDIO DE ENFRIAMIENTO
Después de que el contenido de elementos de
aleación se han distribuido en el proceso de temple,
el acero debe ser enfriado lo suficientemente
rápido como para transformarse en estructura
martensítica.
El medio de enfriamiento cuando este se encuentra
a temperatura de austenización se puede realizar
en aceite a 80ºC, aire (lecho fluidizado) y baño
caliente (500-550ºC), todo depende de la
composición y sección transversal o espesor de la
pieza.
De acuerdo al medio de temple utilizado, la
estructura de martensita resultante es
extremadamente frágil y presenta concentración
de tensiones por lo que es necesario un proceso de
revenido.
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ACEROS DEL PERU
REVENIDO
Se aplica a los aceros previamente templados para
disminuir la fragilidad, con el fin de prevenir el
peligro de grietas como consecuencia del elevado
estado de tensión en el que se encuentran las piezas
templadas. Además el revenido aumenta la
tenacidad del acero y da la dureza apropiada para
cada uso. Es necesario consultar las tablas o curvas
de revenido para saber a qué temperatura realizar
el revenido para obtener la dureza solicitada por el
cliente. Existen aceros de herramientas tales como:
Thyrodur 2379 (D-2) que requieren tres (03)
revenidos a fin de transformar completamente la
austenita retenida en martensita. Los revenidos se
realizan a altas temperaturas (a partir de los 480°C)
y de esta manera se aumentan la tenacidad y demás
propiedades mecánicas de las piezas tratadas.
RECTIFICADO
Por lo general, toda herramienta es maquinada
antes del temple para evitar un rectificado excesivo
posterior. No obstante en la mayoría de los casos es
inevitable el rectificado. Se debe tener en cuenta las
siguientes consideraciones: la piedra de esmeril,
por lo que mientras más duro sea el acero, más
blanda debe ser esta piedra y más ligera la presión.
Como es por muchos conocido, las piedras duras o
fuertes presiones generan calentamientos locales
en el acero, pudiéndose presentar posibles
revenidos y ablandar las piezas en las superficies e
inclusive causar grietas. En este sentido, es
necesario no calentar la superficie del acero de
forma excesiva al rectificar, se debe tener en cuenta
el uso de refrigerantes y cortes ligeros.
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Se han presentado casos, en lo que se le atribuyen
fallas a los aceros de herramientas que se deben a un
rectificado incorrecto, asignándoseles de forma
injusta a la calidad del acero o a un tratamiento
térmico defectuoso.
Aceros del Perú cuenta con un departamento de Asesoría
Técnica en Selección de Aceros y Tratamientos Térmicos
quienes le recomendarán el acero adecuado según sus
necesidades, una aleación que les permitirá obtener los
mejores resultados a un menor costo.
Aceros del Perú SAC cuenta con la planta de tratamientos
térmicos y termoquímicos en lecho fluidizado y atmosfera
controlada, totalmente automatizada que comparada con los
tratamientos térmicos convencionales, el lecho fluidizado
cuenta con las siguientes ventajas: mayor versatilidad de
aplicación, mejor acabo superficial, mejor control del proceso y
no contaminante es decir, amigable con el medio ambiente.
Entre las ventajas de los hornos de lecho fluidizado se tiene:
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Excelente uniformidad térmica en toda la superficie de todas las piezas
situadas en la canastilla de carga, independiente de su geometría y
dimensión.
Excelente uniformidad térmica en el lecho fluidizado (típicamente
diferencias máximas de ±2 ºC)
La habilidad de procesar cualquier pieza sin sufrir descarburización y/o
escamas teniendo como resultando preservar la integridad de la
composición química superficial y la no modificación a una estructura
granular indeseada
Mayor versatilidad de los hornos, es decir que en un solo horno se pueden
realizar los procesos de Temple (a diversas temperaturas), cementación,
nitruración y recocido, lo cual adicionalmente implica que podemos
atender con mayor frecuencia las solicitudes de tratamientos térmicos a
nuestros clientes sin tener demasiada demora.
El lecho fluidizado es una masa de partículas de
alúmina (similares a la arena, pero químicamente
de mayor pureza) situadas en una retorta de acero
de alta aleación las cuales “flotan” elevándose por
efecto del flujo de gas o aire situado en la parte
inferior de la retorta. Bajo esta condición las piezas
situadas en la cesta son inmersas dentro del lecho
fluidizado donde las partículas de alúmina se
encuentran “flotando”. Todas las piezas son
calentadas uniformemente al contrario de lo que
ocurre en los hornos al vacio y los de atmósfera
controlada.
Se resalta el hecho, que el tiempo de permanencia
de las piezas tratadas es dramáticamente menor en
los hornos de lecho fluidizado comparándolo con
los hornos al vacío y los de atmosfera controlada
debido a una mayor entalpia del lecho fluidizado.
Entendiéndose Entalpia como una magnitud
termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya
variación expresa una medida de la cantidad de
energía absorbida o cedida por un sistema
termodinámico, es decir, la cantidad de energía que
un sistema puede intercambiar con su entorno.
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