Cuatro problemas de procesamiento térmico y cómo evitarlos

Tratamiento térmico, soldaduray acabado metálico son fundamentales para garantizar el rendimiento de las piezas en todo tipo de aplicaciones diferentes. Sin un tratamiento térmico adecuado, las piezas críticas para la seguridad, como los componentes de los cinturones de seguridad de los coches, las piezas de los motores de sección caliente de los aviones y los conjuntos de armas de fuego, corren el riesgo de fallar sobre el terreno, lo que puede poner en peligro la vida de las personas (y el futuro de su empresa). 

In this article, we’ll cover four of the most common thermal processing problems that commercial and captive heat treaters encounter, and how we safeguard against them here at AST-Paulo.

Problema #1: Error del operador y fallo del equipo

El funcionamiento de los equipos con controles manuales es intrínsecamente arriesgado debido a la posibilidad de que se produzcan errores humanos. Si un operario se olvida de ajustar la temperatura u otros parámetros de su equipo, es posible que acabe con un lote de piezas fuera de especificación que puede requerir un reprocesamiento o que debe ser desechada por completo. 

Además, todavía no hemos encontrado un equipo de procesamiento térmico que pueda funcionar eternamente sin mantenimiento. Si un horno tiende a "funcionar en frío", por ejemplo, los operarios pueden aumentar el calor más de lo que exige la receta para alcanzar la temperatura deseada en el proceso. Aunque esta medida puede ser una solución temporal para conseguir que las piezas pasen por el tratamiento térmico, plantea sus propios problemas.

En primer lugar, los equipos que requieren un manejo especial para que funcionen hacen que los procesos de los tratadores térmicos sean menos entrenables para los empleados. Los miembros del equipo deben tener un "conocimiento tribal" del equipo para poder manejarlo con éxito. 

Además, al llevar a cabo estas medidas provisionales, los operadores pueden estar exigiendo demasiado a los que se mantienen equipoLo que acorta su vida útil y puede dar lugar a un tiempo de inactividad imprevisto. Si trabaja con un tratador térmico comercial, este tiempo de inactividad imprevisto puede dar lugar a plazos de entrega más largos y a una menor flexibilidad para ayudarle con los pedidos de emergencia o de desbordamiento.

Operators may also be tempted to overload equipment to increase productivity, which can lead to parts masking or failing to reach the austenitizing temperature. This is especially true for continuous equipment. The automated loading systems at AST-Paulo prevent this from happening, ensuring that PPAP and first-run loading rates are adhered to every time.

Another way we prevent these errors is with our proprietary software system, PICS. PICS houses all equipment recipes and associates each set of parameters and specifications with a part number’s bar code. Parts at AST-Paulo must be scanned in order to run thermal processing operations in a piece of equipment, and operators do not have the ability to override the controls. 

All part recipe parameters are housed in PICS, which is integrated with automated precision furnace control systems known as PUBS (AST-Paulo Universal Batch System) and PBS (AST-Paulo Belt System). Both of these technologies ensure furnace settings are accurate according to each recipe. They also measure furnace conditions throughout processing and will self-correct if the temperature or atmospheric conditions begin to fall out of range. If the conditions in the furnace cannot be quickly corrected, processing will automatically shut down and parts will be quarantined for further investigation by our quality team.

Estas salvaguardias evitan que el error humano estropee sus piezas y también obligan a nuestros equipos a seguir las mejores prácticas para el mantenimiento proactivo de nuestros equipos de tratamiento térmico. Esto nos ayuda a maximizar el tiempo de actividad, a obtener resultados consistentes en todo el sistema, ya que todos los procesos se ejecutan de la misma manera, y ayudar a nuestros clientes en situaciones de urgencia o emergencia. 

Problema #2: Programación ineficiente

Una programación eficiente y estratégica es importante para los tratadores térmicos cuando se trata de maximizar el rendimiento y cumplir con plazos de entrega ajustados. Los programadores inteligentes tendrán en cuenta varios factores, como la priorización de los próximos pedidos y el tiempo de recuperación del horno necesario entre cada lote de piezas.

Por ejemplo, si una operación ejecuta el lote de piezas que requiere la temperatura más alta al principio del turno, debe esperar a que el equipo se enfríe a la temperatura adecuada requerida antes de procesar el siguiente lote. Aunque es evidente que esto provoca mucho menos tiempo de inactividad que un fallo en el equipo, cuando se hace repetidamente y a gran escala, la programación ineficiente puede dar lugar a plazos de entrega más largos y a la infrautilización del equipo. La infrautilización de los equipos puede tener un efecto adverso en la rentabilidad, que para los clientes puede manifestarse en un aumento de los precios.

Schedulers at AST-Paulo take a strategic view of upcoming jobs in each division using the PICS software, planning out each shift according to our customers’ needs while maximizing uptime for each piece of equipment. 

Problema #3: Variaciones en las materias primas

Su procesador térmico puede estar tratando las piezas exactamente según la receta adecuada, pero aun así se obtienen resultados fuera de las especificaciones. La causa de este problema suele estar mucho más arriba en la cadena de suministro. 

Las empresas de fundición, por ejemplo, suelen trabajar con múltiples elementos de aleación cuando producen el material de sus piezas. A menudo, este proceso requiere que un operario mezcle los materiales en un horno, lo que puede ser complicado cuando los elementos de aleación individuales tienen diferentes velocidades de fusión. Los aditivos como el magnesio, por ejemplo, son notoriamente difíciles de poner en solución con otros metales. También hemos visto que algunos fabricantes simplemente cambian de materiales sin notificarlo a su socio de tratamiento térmico, lo que siempre dará resultados inesperados.

Es posible que estos problemas no se descubran hasta que las piezas lleguen a la fase de tratamiento térmico, y si el problema radica en la materia prima para empezar, no hay mucho que su procesador térmico pueda hacer para solucionarlo, y le esperan retrasos en la producción mientras espera nuevos materiales de sus proveedores para hacer nuevas piezas. 

La clave para evitar este problema es, en primer lugar, comunicarse siempre con su socio de tratamiento térmico cuando se sustituyen las materias primas para que se puedan realizar ajustes en la receta de tratamiento térmico. Si recibe materias primas de otro proveedor, su proveedor de tratamiento térmico debe trabajar para identificar proactivamente las tendencias en los resultados de las pruebas de dureza que puedan indicar un problema con su materia prima antes de que se convierta en un problema mayor. 

We use another piece of proprietary technology to monitor these trends in hardness data at AST-Paulo: ResultsMAN. Short for Results Manager, this system is fully integrated with PICS and stores all hardness data in the same place as your thermal processing data and recipes. This helps our metallurgy teams in the lab identify drift in your results that may signal variations in your raw material. We’ve helped several customers correct issues farther up their supply chains by monitoring and sharing this data with them.

Problema #4: Piezas fuera de especificación que entran en la cadena de suministro

Uno de los peores resultados que pueden producirse tras un tratamiento térmico inadecuado es que las piezas acabadas se pongan en servicio sobre el terreno. Esto es especialmente problemático en el caso de las piezas críticas para la seguridad en las industrias automovilística y aeroespacial. Puede dar lugar a costosas retiradas del mercado, fuertes sanciones económicas y, lo que es peor, a accidentes catastróficos que lesionen a los usuarios finales o provoquen la pérdida de vidas humanas. Muchas empresas manufactureras tendrían dificultades para sobrevivir a una situación así sin una adversidad significativa.

We understand how much trust you place in the hands of your commercial thermal processor. That’s why we’ve built so many safeguards into PICS to prevent this situation from occurring for parts processed at AST-Paulo. Using a variety of different sensors and data collection equipment, we measure more data points than any other commercial heat treater. If improper temperatures or incorrect atmospheric conditions are detected during processing, the processing is automatically shut down and parts are quarantined until the issue can be identified and corrected.

De hecho, estas piezas no pueden ser enviadas fuera de nuestras instalaciones si están bajo revisión por problemas de procesamiento o resultados fuera de las especificaciones. Nuestro sistema no permitirá que se imprima una etiqueta de envío hasta que las piezas se hayan procesado correctamente y hayan superado las pruebas de acuerdo con las especificaciones de nuestros clientes. Esto permite a nuestros clientes tener la tranquilidad de que sus piezas están siendo bien cuidadas, para que puedan centrarse en otros aspectos importantes de la gestión de su negocio.

La identificación de datos evita los problemas de procesamiento térmico

Armed with PICS and the largest team of metallurgists of any North American commercial heat treater, AST-Paulo is best equipped to handle your critical parts. Our datagineering approach has led to success for many leading manufacturers in the world’s most demanding markets. Are you looking to level up your thermal processing results? Start a conversation with us today to learn more about how we can help you solve your toughest challenges when it comes to heat treating, brazing, and metal finishing.