El tratamiento térmico del aluminio es un proceso ampliamente utilizado, aunque complejo, en la actualidad. Cumple diferentes requisitos en diversas industrias, incluyendo la automotriz, la aeroespacial y muchas más. Este proceso implica procedimientos importantes, como el tratamiento térmico de solución, el templado y el envejecido, entre otros, y utiliza diferentes tipos de hornos de aluminio para un rendimiento óptimo.
El propósito principal del tratamiento térmico de solución
El tratamiento térmico de solución proporciona principalmente la energía térmica adecuada para disolver los elementos de aleación presentes en una mezcla sólida. Las piezas se calientan a una temperatura específica, seguido de un enfriamiento rápido o templado que fija todos los elementos de aleación disueltos a la alta temperatura del tratamiento térmico. Este proceso se gestiona según estándares de la industria como CQI-9 (Automotriz) y AMS (Aeroespacial) para garantizar los resultados deseados en propiedades fisicas presentes en las diversas aleaciones de aluminio.
Requisitos de los hornos y tanques de temple
Los hornos son equipos de recirculación/convección de alta velocidad, que utilizan un sistema de calentamiento, ya sea a gas (directo o indirecto) o eléctrico. Los medios de calentamiento no están expuestos a la carga para evitar radiaciones que puedan afectar la temperatura de la superficie. El diseño incluye un sistema de puerta(s) de acción rápida.
La temperatura máxima de diseño operativo de estos hornos es de 650°C (1200°F) para aleaciones de aluminio termotratables. El requisito típico de uniformidad de temperatura sería de ±6°C (±10°F). El medio del tanque de temple es agua o una solución polimérica (PAG) y cuenta con una agitación apropiada para limitar la formación de una película de vapor en la superficie de las piezas durante el templado.
Algunas aleaciones termotratables pueden necesitar ser templadas en medios a una temperatura más alta. En estos casos, podría ser necesario instalar un sistema de calentamiento en el tanque de templado. También podría ser necesaria un sistema de enfriamiento para reducir el medio de templado a la temperatura máxima de templado al inicio de los requisitos de templado.
Diferentes configuraciones de los equipos
Hornos Drop Bottom: Esta configuración coloca el horno directamente sobre el tanque de templado. El horno o el tanque de templado pueden ser movidos para permitir la carga/descarga de la carga dentro y fuera del horno. Este diseño puede incluir una apertura en la parte inferior, un sistema de puerta(s) de acción rápida y un mecanismo de elevación resistente para levantar la carga dentro del horno y bajarla rápidamente al tanque de templado.
- PROS:
- Menor retraso en el templado
- Gestión de producción versátil (unidades múltiples) - CONTRAS:
- Requisito de altura
- Menor capacidad de producción
Horno de Carga Frontal: Esta configuración coloca el tanque de templado directamente frente al horno con acceso por debajo del nivel de la parte inferior de la carga. El estante de carga se mueve mediante un sistema de mecanismo de rodillos o un sistema de empujar/tirar ubicado en la parte trasera del horno, con rieles de rodillos en el piso. Este diseño puede incluir una apertura frontal, un sistema de puerta de acción rápida y un sistema elevador en el tanque de enfriamiento para bajar y levantar la carga en el medio de enfriamiento.
- PROS:
- Gestión de producción versátil (unidades múltiples)
- Requisitos de altura más bajos
- No se requiere sistema de elevación dentro del horno
- Buen soporte de bastidor para cargas más pesadas - CONTRAS:
- Menor retraso en el templado (podría ser un problema para materiales más delgados)
- Menor capacidad de producción