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Todo sobre el tratamiento térmico en hornos industriales

Conoce todo acerca del tratamiento térmico en hornos industriales: tipos que existen, sus aplicaciones, las fallas más comunes y cómo solucionarlas.

Por NUTEC Bickley

5/5/2023

3 minutos

Horno de NUTEC Bickley para tratamiento térmico de acero
5/5/2023

3 minutos

En la industria, es común utilizar tratamientos térmicos para modificar las propiedades de ciertos materiales mediante la aplicación de calor dentro de hornos. Sin embargo, elegir el tratamiento adecuado para tu empresa puede ser un desafío, ya que se requieren conocimientos técnicos y específicos para lograr los resultados deseados.

En este artículo te proporcionaremos una guía general sobre todo lo que debes saber acerca del tratamiento térmico en hornos industriales. Con esta información, podrás comprender este proceso y sus diferentes aplicaciones en la industria.

¿Cuál es el objetivo de un tratamiento térmico?

El objetivo principal de un tratamiento térmico es alterar las condiciones de la microestructura interna o superficial de una pieza, ya sea ferrosa (como el acero o hierro) o no ferrosa (como el cobre y el aluminio), con el fin de otorgarle propiedades específicas. 

Entre las propiedades que se pueden obtener se encuentran una mejor dureza y resistencia, maleabilidad, supresión de tensiones residuales, entre otras.

Dos de los factores que determinan el éxito de un tratamiento térmico son la uniformidad en temperatura correcta para el proceso, y la eficiencia del equipo en donde se efectúa dicho tratamiento (Ejem eficiencia de la combustión utilizada en el proceso, calidad y condiciones del horno, etc.).

Gráfica de eficiencia de procesos industriales

Fig. 1 Eficiencia de procesos industriales

Estos tratamientos son ampliamente utilizados en diversas industrias, como la automotriz, de construcción y la aeroespacial; para mejorar la calidad y el rendimiento de sus materiales utilizados en la fabricación de productos como cigüeñales, frenos, engranajes, partes de turbinas, entre otros.

Aplicaciones en la industria

Algunas de las aplicaciones más comunes que podemos destacar son:

  • Dar estructura de mejor dureza y maleabilidad: se busca darle al material una mayor dureza sin que se genere una fragilidad que lo haga propenso a las grietas, lo que le permite ser más fácilmente maquinado posteriormente para su acabado final.
  • Eliminar tensiones internas y evitar deformaciones después del mecanizado: este objetivo suele ser especialmente importante en piezas forjadas o conformadas y/o sujetas a soldaduras. Al eliminar las tensiones internas se evita que las piezas se deformen después de ser sometidas a cargas o presiones.
  • Brindar una estructura más homogénea: es decir, una estructura que tenga las mismas características físicas en todas las partes de la pieza. Esto para alcanzar la máxima condición de dureza requerida y resistencia posible para que el material pueda soportar las cargas y condiciones a las cuales se diseña.
  • Variar algunas de las propiedades físicas: pueden ser su conductividad térmica, su resistividad eléctrica o su coeficiente de dilatación térmica, con el fin de adaptarlas a las necesidades específicas de cada aplicación.

Tipos de tratamientos térmicos

Podríamos clasificar los tratamientos térmicos en dos categorías, aquellos que generan un cambio en la composición química del producto y los que no.

• Tratamientos térmicos con cambio en composición química

Estos procesos están relacionados con atmósferas controladas y con hornos de vacío. Algunos de los que se encuentran en esta categoría son: carburizado, carbonitruración y cianuración.

  • Carburizado: su objetivo es aumentar la concentración de carbono en la superficie de la pieza, creando así una capa dura y resistente al desgaste.
  • Carbonitruración: este proceso tiene el mismo objetivo que el carburizado, se diferencia en la utilización de una atmósfera que contiene tanto carbono como nitrógeno.
  • Cianuración: su objetivo es el mismo que la carbonitruración, solo que en este caso, la introducción de carbono y nitrógeno se hace mediante el uso de una solución de sales cianurada.

• Tratamientos térmicos sin cambio en composición química

En esta categoría podemos encontrar aquellos tratamientos que se realizan en hornos atmosféricos o de atmósferas libres. Los más conocidos son: revenido, recocido, normalizado y temple, y su cambio en el producto está específicamente relacionado a un cambio físico.

  • Recocido: se ablanda la pieza para facilitar su mecanizado o trabajado posterior, regenerar el grano y eliminar tensiones internas.
  • Normalizado: le devuelve a la pieza las propiedades y estructura que se consideran normales y características homogéneas de su composición, eliminando las tensiones internas.
  • Temple: es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento rápido para endurecer y aumentar la resistencia de la pieza.
  • Revenido: es un tratamiento secuencial y complementario del temple. Permite disminuir la dureza, aumentar la tenacidad y eliminar las tensiones internas producidas en el temple.

Horno para tratamiento térmico de aluminio

Fig. 2 Horno para tratamiento térmico de aluminio de NUTEC Bickley

Fallas más comunes

Existen varios motivos por los que un tratamiento térmico puede tener problemas. Aquí te mencionamos los más comunes.

  • Uniformidad de temperatura: esta situación puede ser provocada por diversos factores, entre ellos la deficiencia del aislamiento térmico o la falta de calibración del equipo, lo cual permite la entrada de aire al horno. 
  • Ineficiencia del horno: esto puede ser un problema común en equipos viejos que ya no pueden cumplir con la demanda y los ciclos de producción actuales requeridos.

En NUTEC Bickley contamos con un amplio equipo de ingeniería, desarrollo, fabricación y modificaciones que pueden ayudarte a solucionar las fallas en tus procesos de tratamiento térmico sin cambio en la composición química. Conócelas aquí.

Consecuencias de contar con fallas en tu tratamiento térmico

No contar con un buen tratamiento térmico puede generar graves consecuencias en las piezas utilizadas en la fabricación de tus productos. 

Una de las implicaciones más importantes es la falla prematura o inmediata de los componentes que no soportan las condiciones a las que son expuestos, lo que puede poner en riesgo la seguridad e integridad de tus equipos, o del personal que emplea dicho producto.

Por ejemplo, si un componente de una turbina de avión no tiene el tratamiento térmico adecuado, es muy posible que presente fallas durante el vuelo, lo que podría tener consecuencias graves.

Soluciones que ofrece NUTEC Bickley

En NUTEC Bickley, contamos con un profundo entendimiento de los procesos de tratamiento térmico, lo cual nos permite optimizar la eficiencia de tus hornos actuales o nuevos, adecuándolos al proceso necesario para tratar tus piezas de manera efectiva.

Ofrecemos una amplia variedad de servicios y refacciones, incluyendo la calibración y ajuste de temperatura de tus equipos, a través de visitas técnicas y cambios de componentes.

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