12.15.23
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Hay algunas verdades universales en la vida: la muerte, los impuestos, la distorsión en el tratamiento térmico... y durante años se ha creído que cualquier factor que mejore la fabricabilidad compromete invariablemente el tratamiento térmico. En muchos casos, esto sigue siendo cierto, hasta que se añade el boro a la mezcla.
Aleación de acero
Desde la Edad de Bronce, los seres humanos han desarrollado innumerables aleaciones metálicas para mejorar nuestras capacidades materiales y crear productos que duren más y funcionen mejor. Las aleaciones de acero han sido algunos de los avances más importantes en la construcción de edificios más fuertes, coches más seguros y mucho más.
Hay muchos elementos que pueden componer el acero, los cuatro más comunes son: hierro, manganeso, carbono y, a veces, cromo.
- Hierro es el principal componente del acero y el componente básico de todas las aleaciones de acero.
- Manganeso ayuda a eliminar el oxígeno y el azufre cuando el mineral de hierro se convierte en hierro y disminuye la fragilidad del acero.
- El carbono es responsable de dar resistencia al acero. El contenido de carbono en el acero puede oscilar entre 0,10-1,00%, dependiendo del grado requerido para su aplicación.
- Cromo es el elemento de aleación más común que se añade al acero para mejorar su templabilidad.
Aceros al boro
La inclusión de boro en las aleaciones de acero es una innovación relativamente reciente que ha revolucionado la industria de materiales. La adición de una pequeña cantidad de boro (unas pocas partes por millón) y una pequeña cantidad de manganeso crea un acero altamente mecanizable, soldable y capaz de alcanzar una mayor resistencia con menos distorsión durante el tratamiento térmico. Y como un poco de boro da para mucho, esta aleación es también una opción asequible en comparación con la mayoría de las demás aleaciones.
Debido a su soldabilidad y alta templabilidad, los aceros al boro han sido ampliamente adoptados por la industria del automóvil. La norma J403 de la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) clasifica estas calidades de acero al boro para su uso en componentes de automoción. Las adiciones de boro, según esta norma, se controlan con precisión para mejorar las propiedades deseadas en el acero. Esta norma es fundamental para mantener la uniformidad y la calidad en diversas aplicaciones.
(SAE) J403
BORO--- Los aceros al carbono de grano fino pueden producirse con una adición de boro para mejorar su templabilidad. Tales aceros se producen en un rango de 0,0005 a 0,003% boro. Estos aceros se identifican mediante la inserción de la letra "B" entre el segundo y tercer número del número de grado, por ejemplo, 10B46. La designación UNS también se modifica cambiando el último dígito por "1" para indicar el boro, por ejemplo, G10461.
Especificaciones 15B24 y 10B21
Hay dos aleaciones principales de acero al boro que se utilizan ampliamente en automoción: 15B24 y 10B21. Ambas aleaciones son soldables, conformables, presentan una excelente respuesta al tratamiento térmico y son capaces de alcanzar resistencias de hasta 210 ksi (1450 Mpa).
10B21 Acero
Esta aleación contiene 0,18-0,23% de carbono, 0,60-0,90% de manganeso y 0,0005-0,003% de boro. Su composición la hace especialmente adecuada para aplicaciones en las que se requiere una mayor resistencia y tenacidad. Esta aleación también es una opción común en piezas que se someterán a procesos de carburación y carbonitruración.
15B24 Acero
Ligeramente más rico en carbono (0,19 - 0,25%), manganeso (1,35 - 1,65%) y boro (0,0005 - 0,003%), el 15B24 es conocido por conseguir una mayor resistencia y resistencia al desgaste en componentes más gruesos.
| Aleación de boro | Carbono | Manganeso | Boro |
|---|---|---|---|
| 10B21 | 0,18 - 0,23% | 0,60 - 0,90% | 0,0005 - 0,003% |
| 15B24 | 0,19 - 0,25% | 1,35 - 1,65% | 0,0005 - 0,003% |
Aplicaciones en asientos de automóviles
Una aplicación habitual del acero al boro es en componentes de asientos de automóviles.
Elementos estructurales de los asientos
Los bastidores y soportes de los asientos suelen fabricarse con 15B24 o 10B21. Los componentes se estampan y conforman y luego deben someterse a un mediante el endurecimiento proceso. Este proceso de tres pasos consiste en calentar la pieza para alterar sus propiedades físicas, enfriarla rápidamente (en aceite, sal o solución cáustica) y recalentarla para eliminar el exceso de fragilidad. El tratamiento térmico es un paso fundamental para garantizar que la pieza pueda soportar cargas pesadas durante toda su vida útil.
Mecanismos de asiento
En el caso de guías, coronas dentadas, cierres y levas, los fabricantes suelen inclinarse por aleaciones 10B21, 1018, 1020, 8620 o 4130. El 10B21 es la elección estándar para mejorar la resistencia debido a su rentabilidad. Los componentes de mecanismos fabricados con 10B21 suelen ser endurecido por el caso, un proceso que aumenta la resistencia al desgaste de la superficie (y de los dientes en los engranajes) al tiempo que mantiene la resistencia del núcleo.
Profundizar en los componentes de los asientos:
Si desea conocer más materiales y métodos de tratamiento térmico utilizados para los componentes de asientos críticos para la seguridad, consulte nuestra guía detallada sobre componentes de asientos.
Más información:
- Procesos térmicos utilizados para los componentes de los asientos
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