Gestión del riesgo de fisuración en el tratamiento térmico

Los componentes de las herramientas y matrices se someten a intensas tensiones antes de alcanzar la dureza final deseada. Aunque la ciencia que hay detrás del endurecimiento es complicada, las exigencias de los clientes son sencillas: Mejorar mi material sin destruirlo.
Hay muchas razones por las que pueden producirse grietas durante el tratamiento, pero los aceros para herramientas corren un mayor riesgo debido a su alta templabilidad. Por eso, el diseño del acero para herramientas es tan importante para reducir ese riesgo. Entender cómo el diseño puede influir en el riesgo de grietas y supervisar las piezas para detectar las características de diseño que podrían favorecer las grietas son las formas más eficaces de prevenir los fallos.

Se trata de la sección transversal

La forma de una herramienta o troquel puede hacerla o (literalmente) romperla durante tratamiento térmico. El endurecimiento de estos componentes requiere en primer lugar temperaturas lo suficientemente altas como para provocar una transformación en la estructura cristalina del metal. Durante la refrigeración que sigue, la superficie de la pieza se enfría y endurece más rápidamente que el núcleo. A medida que el núcleo se endurece, se expande, ejerciendo presión sobre la superficie de la pieza. Los cambios drásticos en la sección transversal de una pieza presentan riesgos de agrietamiento porque la tensión se concentra alrededor de los puntos donde se producen estos cambios repentinos.
Tenga en cuenta estas características de diseño comunes:
Telas finas de metal entre masas mucho más grandes suponen un riesgo importante de agrietamiento debido a los cambios bruscos en la sección transversal de la pieza. Durante el calentamiento, la parte más fina alcanzará la temperatura de tratamiento deseada mucho más rápido que las piezas más grandes. Durante el enfriamiento, se enfriará y transformará mucho más rápidamente. Estas diferencias de tensión prácticamente aseguran que la pieza se agriete. La mejor manera de evitarlo es diseñar las piezas sin bandas finas.
Otro ejemplo de banda fina es la zona de una estampación que se encuentra entre dos agujeros mecanizados muy juntos. Para evitar las grietas, los tratadores térmicos pueden rellenar los agujeros con aislamiento del horno, lo que disminuye el riesgo de grietas haciendo que las piezas con agujeros se comporten como si no los tuvieran.
Cuchillos son astillas finas y afiladas de metal que a menudo se encuentran en los agujeros de una matriz cuando el mecanizado no la atraviesa completamente. Evite esta situación inspeccionando minuciosamente las matrices antes del tratamiento térmico y rechazándolas o volviéndolas a trabajar cuando se detecten bordes cortantes.
Falta de radios se refiere a las transiciones de la sección transversal que no son suaves o a las piezas que contienen esquinas que no están suficientemente redondeadas. Las piezas diseñadas con falta de radios corren mayor riesgo de agrietarse. El diseño de piezas que se estrechan gradualmente de un tamaño a otro y que presentan esquinas bien redondeadas reduce el riesgo de agrietamiento, ya que las tensiones del tratamiento térmico se aplican de manera más uniforme en ellas. Consultar a un metalúrgico para obtener más información sobre el diseño con radios adecuados.
En condiciones especiales, el uso de bloques ficticios en las muescas, huecos o esquinas de las matrices actúa de forma similar al aislamiento del horno, disminuyendo el riesgo de agrietamiento al hacerlos temporalmente más uniformes durante el tratamiento térmico.
Soldadura en las matrices y componentes de las herramientas antes del tratamiento térmico puede preparar el terreno para el agrietamiento. El intenso calor de la soldadura ejerce una importante tensión local en una zona de una pieza rodeada de otras que no están sometidas a tensión. Además, si los charcos de soldadura no se suavizan mediante el mecanizado, la forma áspera aumenta la concentración de tensiones, incrementando la posibilidad de que se forme una grieta.
Un error común es pensar que sólo las áreas de los componentes de las herramientas y matrices que muestran los problemas anteriores se verán afectadas por el agrietamiento. Sin embargo, aunque estas zonas pueden representar solo pequeñas porciones de una pieza, las grietas que se inician pueden llegar a desgarrar una pieza entera.

Seguimiento y comunicación

Al mismo tiempo que se comprende cómo las características de diseño de los componentes de las herramientas y matrices influyen en el riesgo de agrietamiento, los propietarios de las piezas, los ingenieros y los tratadores térmicos deben gestionar activamente esos riesgos desde el diseño hasta la producción y el tratamiento final.
Los especialistas en tratamiento térmico de Paulo mantienen líneas abiertas de comunicación con los propietarios de las piezas y los ingenieros, instruyéndoles en el proceso de tratamiento térmico y desarrollando planes de tratamiento térmico que consigan las cualidades deseadas con el mínimo riesgo.
A veces, los diseños son demasiado arriesgados. Mientras que los metalúrgicos se dan cuenta de ello y alertan a las partes correspondientes, los propietarios de las piezas pueden ahorrar tiempo y gastos aprendiendo cómo influye el diseño en el riesgo de agrietamiento antes de que sus materiales lleguen a un horno.
En Paulo, mantenemos una amplia variedad de certificaciones que demuestran que proporcionamos trabajo de calidad en cada trabajo. Ayudar a prevenir el agrietamiento durante el tratamiento térmico es sólo una de las muchas maneras en que mejoramos la gestión de riesgos del tratamiento térmico para nuestros clientes. Descargue la guía a continuación para saber más.