Comprensión de las especificaciones de tratamiento térmico

Con demasiada frecuencia, los metalúrgicos reciben especificaciones de tratamiento térmico inadecuadas. Algunas especificaciones contienen muy poca información. Algunas son poco claras. Algunas son sencillamente erróneas.
En cualquier caso, unas especificaciones inadecuadas significan que los tratadores térmicos no tienen la información que necesitan para entregar piezas acabadas que puedan soportar las aplicaciones previstas por sus fabricantes. Para evitar la confusión y los retrasos que se producen, hay que entender lo que los tratadores térmicos necesitan ver en las especificaciones del tratamiento térmico para que se aplique el tratamiento correcto.
Asegúrese de que sus piezas reciben el tratamiento adecuado incluyendo la siguiente información:

Materiales claramente identificados

La composición química de una pieza es uno de los factores más determinantes de su tratamiento térmico. No basta con indicar en las especificaciones que una pieza es de aleación de acero. Consulte las normas de materiales y utilice la designación correcta del material en la especificación.
Por ejemplo, si se quiere tratar un acero al carbono o una aleación de ingeniería, no es adecuado utilizar esos términos (o los nombres comerciales conocidos de un material específico). Unas buenas especificaciones de tratamiento térmico incluyen el material tal y como se expresa en las normas: por ejemplo, la norma ISO 1040 para un acero al carbono, o la norma SAE 4140 para una aleación de ingeniería.

Proceso específico requerido

No basta con decirle a un tratador térmico que desea una pieza más dura, porque hay muchas maneras de hacerlo. ¿Necesita ser a través del endurecido? Endurecido en caja? ¿Necesita aliviar el estrés a través de recocido?
Las especificaciones que dictan qué proceso debe utilizarse ayudan a los tratadores térmicos a dar forma al resto de los pasos del tratamiento térmico que siguen.

Tolerancia a la dureza

En el caso de las piezas templadas en profundidad, debe incluirse una dureza prescrita en la especificación y expresarse como un rango. Las tolerancias son siempre más útiles que los niveles de dureza uniformes, ya que las piezas pueden tener valores de dureza diferentes en distintas regiones debido al grosor del material o a la proximidad de un borde.
Los ingenieros deben tener en cuenta que los materiales y las dimensiones de una pieza afectan a su dureza. A medida que estas variables cambian, también lo hace la tolerancia de dureza aceptable que debe aparecer en una especificación.

Tolerancia de la profundidad de la caja

En el caso de los materiales cementados (es decir, los que están carburados o carbonitrurados), las especificaciones deben indicar si la dureza deseada se expresa como profundidad efectiva de la caja o como profundidad total de la caja.
La profundidad total de la caja se refiere a la distancia de difusión del carbono en la pieza. Suele especificarse para las piezas que tienen una profundidad de caja más fina después del tratamiento. La profundidad efectiva de la caja se aplica a las piezas con cajas generalmente más gruesas. Se mide como la distancia desde la superficie a través de la caja hasta un nivel de dureza específico. Normalmente, esa dureza es efectiva a partir de 50 o 52 HRC. Esto siempre debe indicarse en las especificaciones.
Las especificaciones del tratamiento térmico también deben identificar la tolerancia de la caja, o el rango de profundidades que debe alcanzar la dureza prescrita. Por ejemplo, una buena especificación para el tratamiento térmico de un engranaje teórico podría indicar que la profundidad efectiva de la caja debe estar entre 0,007 y 0,012 pulgadas a la dureza prescrita.
Al igual que con el endurecimiento, es más útil y realista especificar las profundidades de caja mínima y máxima en lugar de escribir especificaciones con una sola profundidad de caja. Las especificaciones que sólo incluyen profundidades de caja mínimas o máximas dejan demasiado a la interpretación y deben evitarse.

Evite el exceso de información

Sin embargo, a veces un exceso de especificidad puede acarrear problemas. Las especificaciones que incluyen demasiada información sobre el proceso pueden acorralar a los metalúrgicos, obligándoles a cumplir unos requisitos estrictos que pueden acabar frustrando sus esfuerzos por ofrecer piezas mejoradas.
Por ejemplo, si una especificación de revenido incluye tanto una temperatura como una dureza especificadas, puede que la dureza no sea posible de alcanzar debido a las diferencias en el equipo. En este caso, los metalúrgicos aconsejan modificar las especificaciones para exigir un revenido mínimo siempre que la configuración de la pieza y la templabilidad del material permitan alcanzarlo.

Escalas de dureza correctas

La escala en la que se determina la dureza de una pieza depende del tratamiento térmico aplicado a la misma. En EE.UU., solemos utilizar las cuatro escalas de dureza siguientes: Dureza Rockwell, Dureza Brinell, Microdureza y Dureza Leeb. Familiarícese con cada una de las escalas y con qué piezas y procesos deben probarse con cada una de ellas.
También hay que tener en cuenta que las conversiones entre escalas de dureza deben evitarse a menos que sea absolutamente necesario. Ello se debe a que los valores de dureza son aproximados; la conversión de una aproximación a otra compone la variación y podría llevar a los tratadores térmicos y a los propietarios a asumir incorrectamente que se ha alcanzado la dureza prescrita.

Puntos de inspección

Los tratamientos térmicos se diseñan cuidadosamente para conseguir resultados específicos en zonas concretas de las piezas, por lo que los propietarios deben identificar claramente las zonas en las que se van a realizar los ensayos de dureza.
Por ejemplo, la parte crítica del engranaje teórico mencionado anteriormente son sus dientes; la cementación está diseñada para reforzar esa parte del engranaje dejando otras zonas relativamente blandas y dúctiles. La aplicación de una prueba de dureza en cualquier otra parte que no sean los dientes no informará a los tratadores térmicos de si el tratamiento ha tenido éxito.

Sea prescriptivo con las especificaciones del tratamiento térmico

Los problemas con las especificaciones del tratamiento térmico son uno de los mayores -y quizás el más evitable- puntos de dolor en la relación entre un fabricante y un tratador térmico. Los fabricantes necesitan piezas acabadas que tengan el rendimiento prometido. Con unas especificaciones de tratamiento térmico precisas y descriptivas, los tratadores térmicos pueden ofrecer ese rendimiento.
Si necesita ayuda para suministrar a los tratadores térmicos la información que necesitan, estamos aquí para ayudar. Contacte con nuestros expertos en cotizaciones para hablar sobre la redacción de especificaciones que incluyan la información clave que necesitan los tratadores térmicos.
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