Tratamiento Térmico Del Aluminio: La Guía Definitiva

El tratamiento térmico del aluminio mejoró las propiedades mecánicas y físicas del aluminio. Esta guía lo lleva a través de los aspectos vitales del tratamiento térmico del aluminio. Ya sea que desee obtener información sobre el recocido, el enfriamiento, el envejecimiento natural o cualquier otra forma de tratamiento térmico, aquí encontrará toda la información.

¿Qué Es El Tratamiento Térmico Del Aluminio?

Esto se refiere a un método para mejorar la resistencia y tenacidad de una subcategoría particular de aleación de aluminio para alcanzar el nivel requerido. Es un proceso que hace que el aluminio sea resistente y duradero, por lo que es adecuado para diferentes aplicaciones en las que estos aspectos son consideraciones vitales.

Tipos De Aleaciones De Aluminio Adecuadas Para El Tratamiento Térmico

Aleaciones de la serie 2XXX; por lo general, contienen adiciones de cobre que oscilan entre 0,7 y 6,8% y exhiben un alto rendimiento y resistencia, pero son relativamente livianos.

aleaciones de la serie 6XXX; tienen una resistencia máxima a la tracción de 18 a 58 ksi y normalmente son aleaciones de aluminio/magnesio-silicio. Las aleaciones de aluminio de esta categoría son altamente mecanizables y se utilizan a menudo en la industria de fabricación de soldadura.

aleaciones de la serie 7XXX; Estas aleaciones son de aluminio forjado en base al sistema aluminio-zinc-magnesio-cobre.

aleaciones de la serie 8XXX; Esta serie utiliza adiciones de silicio, magnesio, zinc, cobre, hierro y boro.

En su mayoría, exhiben alta conductividad y excelente resistencia.

Types Of Aluminum Alloys Suitable For Heat Treatment
Aluminum Heat Treatment Standards

Normas De Tratamiento Térmico Del Aluminio

Incluyen lo siguiente;

ISO 2107:2007(en): Esta norma establece las designaciones de temple requeridas para la identificación de una amplia gama de formas de productos de aleaciones de aluminio y aluminio forjado.

ASM2705E:ASM2705E, o estándares de especificaciones de materiales aeroespaciales, es bastante común en los tratamientos térmicos de aluminio. Idealmente, el estándar ASM2705E certifica y audita los equipos de tratamiento térmico utilizados específicamente en la producción y fabricación de automóviles y aviación.

Este estándar determina elementos como termopares y tipos de ubicación utilizados en la precisión del sistema, la calibración y la temperatura del horno.

Ventajas Del Tratamiento Térmico Del Aluminio

Advantages Of Heat Treating Aluminum
Advantages Of Heat Treating Aluminum

Ofrece varios beneficios en diferentes aplicaciones, pero los principales son los siguientes;

Mejora la trabajabilidad y la maquinabilidad

Mejora la capacidad de fabricación al eliminar las tensiones internas de los procesos de fabricación iniciales, como la soldadura, el estampado y el mecanizado.

Aumenta la durabilidad y la resistencia al desgaste

El proceso generalmente endurece el material de la superficie haciéndolo más fuerte, más duradero, más duro y más resistente al desgaste.

Mejora la fuerza y ​​dureza

El tratamiento térmico es útil para aumentar la resistencia general del material de aluminio.

En esencia, hace que el material sea adecuado para diversas aplicaciones que requieren resistencia y tenacidad.

Mejora las propiedades magnéticas

Las diferentes variantes de aluminio tienden a adquirir más propiedades magnéticas cuando se tratan térmicamente.

Un método de tratamiento térmico específico reduce la permeabilidad magnética, que es especialmente importante si la pieza se utiliza en un entorno electrónico.

Hace material ligero y de baja densidad.

Idealmente, el proceso involucra alterar varias propiedades mecánicas del aluminio, haciéndolo más liviano.

Crea un buen acabado superficial

El tratamiento térmico del aluminio le garantiza un acabado superficial ideal, que es fundamental para mejorar la estética general de la aplicación.

Mejora la resistencia a la corrosión

Crea una capa en el material de la superficie, que es importante para resistir las sustancias corrosivas.

Aumenta la flexibilidad del diseño

Cuando trata con calor el material de aluminio, aumenta su capacidad para diseñarlo fácilmente en diferentes formas y tamaños.

Mejora la calidad general del producto final

El tratamiento térmico del aluminio infunde diferentes propiedades mecánicas al material.

En última instancia, todas estas propiedades beneficiosas tienden a reflejarse en el producto final, mejorando así la calidad a los niveles deseados.

Proceso De Recocido De Aleaciones De Aluminio

Annealing Aluminum Alloys Process
Annealing Aluminum Alloys Process

A menudo, una amplia gama de aleaciones de aluminio están expuestas al endurecimiento por trabajo, comúnmente conocido como endurecimiento por deformación. Tiene lugar cuando la deformación plástica da forma a la aleación de aluminio.

La deformación plástica provoca que los arreglos de granos dentro del material de aluminio se deslicen uno al lado del otro a lo largo de las secciones conocidas como planos de deslizamiento. Cuanto más continúa el proceso de deformación plástica , menos planos de deslizamiento quedan, que tienden a ser fáciles de deformar. Por lo tanto, se necesita una presión adicional para lograr una mayor deformación.

Una vez que una pieza de aleación de aluminio alcanza este estado, se reconoce que está endurecida por trabajo. Se recomienda eliminar el endurecimiento por deformación de la pieza como una forma ideal de continuar deformando plásticamente el material.

El recocido de las aleaciones de aluminio es esencial ya que ayuda a restablecer la estructura del grano cristalino y la restauración de los planos de deslizamiento. Esto permite dar forma continua a la pieza sin necesidad de una fuerza excesiva.

La aleación de aluminio debe calentarse a alrededor de 570-770 ° F durante un tiempo predeterminado para recocerla en consecuencia. El tiempo de recocido oscilaría entre 30 minutos y hasta tres horas, dependiendo de varios factores.

Principalmente, el tiempo y la temperatura dependen de dos aspectos principales; tamaño de la pieza a recocer y su composición de aleación. Además, el recocido alivia posibles tensiones internas que probablemente cambien en parte durante diferentes métodos, como la fundición o la forja en frío.

Esto estabiliza la pieza de aleación de aluminio y resuelve los problemas que surgen de las tensiones internas como la deformación. Además, puede realizar con éxito el recocido en aleaciones de aluminio consideradas con éxito como no tratables térmicamente. El recocido de aluminio es más adecuado para piezas fundidas, forjadas o extruidas.

Proceso De Homogeneización De Las Aleaciones De Aluminio

Homogenizing Aluminum Alloys Process
Homogenizing Aluminum Alloys Process

La homogeneización del aluminio se refiere a la redistribución de los elementos precipitantes de manera más uniforme en todo el material metálico. El proceso consiste en calentar la pieza de aleación de aluminio a una temperatura cercana a su punto de fusión, entre 480 y 540°C.

Luego, se enfría de cerca y esto hace que los elementos precipitantes se redistribuyan más uniformemente por todo el material. Como tal, conduce a una pieza más manejable con una estructura interna más uniforme.

El proceso produce una piel de cristales o granos de aluminio en el material de la superficie. Mientras la parte se enfría hacia adentro, conduce a un aluminio razonablemente puro cerca de la piel y algunas áreas cerca del medio.

Por lo tanto, los elementos de aleación se precipitan, bloqueando intactos los granos de aluminio. Las piezas fundidas dan como resultado que algunas áreas dentro del material se ablanden y otras sean relativamente resistentes.

Es posible reducir la segregación entre regiones y la parte resultante se considera más trabajable y eficaz para la formación por homogeneización. Por lo general, la homogeneización de la pieza de aluminio se produce elevando su temperatura apenas por debajo de su punto de fusión.

Una vez que toda la pieza alcanza la temperatura de homogeneización, comienza a enfriarse gradualmente. Por lo tanto, da como resultado una pieza fundida con una estructura interna intacta. La homogeneización de la aleación de aluminio es beneficiosa de muchas maneras, como facilitar el trabajo posterior o eliminar imperfecciones.

También crea un material más manejable ya que es flexible y más fácil de trabajar para que sea un material ideal para producir el producto deseado. El otro beneficio de este proceso es que redistribuye los elementos de aleación de manera uniforme en toda la pieza.

En esencia, esto hace que la resistencia de la pieza sea muy consistente, lo cual es importante para lograr los resultados deseados en diferentes aplicaciones. Y lo que es más importante, el tratamiento térmico de homogeneización del aluminio facilita los procesos de tratamiento térmico auxiliar, como el tratamiento térmico de solución.

Tratamiento Térmico En Solución Para El Aluminio

Solution Heat Treatment For Aluminum
Solution Heat Treatment For Aluminum

Este proceso tiene como objetivo obtener piezas de aluminio que sean fáciles de trabajar, pero lo logra agregando un paso de enfriamiento. Funciona disolviendo los diferentes elementos dentro de la pieza, que son responsables del proceso de endurecimiento por envejecimiento.

Después de que estos elementos se disuelven, se difunden por toda la pieza hasta que la estructura interna se vuelve homogénea. Esta difusión de elementos conduce así a una blandura temporal del material para que sea fácil de trabajar.

El resultado final de la blandura lograda se bloquea luego durante un tiempo razonable con el enfriamiento rápido de la pieza. A medida que la pieza de aluminio vuelve a la temperatura ambiente, los elementos disueltos comienzan a agruparse, lo que permite que la pieza se endurezca una vez más.

Principalmente, la temperatura precisa para este proceso depende de la composición de la aleación de aluminio. Sin embargo, normalmente tiene lugar dentro de un rango de 440 °C a 527 °C, pero la temperatura ideal debe estar dentro de los 154 °C de la temperatura objetivo.

Si no se alcanza esta temperatura, el tratamiento térmico de solución no tiene éxito. Y si la temperatura es relativamente baja, es probable que la pieza de aleación de aluminio pierda su resistencia. Por otro lado, una temperatura demasiado alta conduce a la decoloración de la pieza y es probable que los elementos críticos se derritan.

Además, las temperaturas excesivamente altas podrían provocar una mayor tensión dentro de la pieza. Después de que la pieza de aleación de aluminio alcanza la ventana restringida para la temperatura objetivo, necesita remojarse. La duración del remojo puede variar desde solo 10 minutos hasta 12 horas para piezas relativamente grandes y gruesas.

Enfriamiento De La Aleación De Aluminio

Quenching Of Aluminum Alloy
Quenching Of Aluminum Alloy

Este proceso se lleva a cabo después del tratamiento térmico de solución para permitir posponer la reanudación del proceso de endurecimiento por envejecimiento. En este caso, la esencia de apagar la aleación de aluminio es congelar los elementos atrapados.

Además, puede usarlo para enfriar piezas de aluminio lo suficientemente rápido como para que las características de la aleación no se precipiten cuando la pieza se enfría. Por lo general, el medio de extinción a menudo varía en función de diferentes factores.

Sin embargo, en muchos casos, la pieza se puede sumergir en agua fría o hirviendo. En otros casos, puede sumergirse en soluciones de agua y polímeros, aire forzado o simplemente rociarse con agua.

No obstante, el agua se considera el desactivador más eficaz para las aleaciones de aluminio. Aun así, dichas piezas se pueden almacenar a temperaturas relativamente bajas para prolongar la duración del ablandamiento del tratamiento térmico de solución.

El enfriamiento por sí solo permite que el estado de ablandamiento dure unas pocas horas. Por lo tanto, es esencial asegurarse de que cualquier forma de enfriamiento rápido en el tratamiento térmico de la solución se realice inmediatamente después de completar el enfriamiento rápido. O bien, comienza el envejecimiento natural y es probable que la parte se vuelva más compleja para trabajar.

Otras Técnicas De Tratamiento Térmico Del Aluminio

Natural Aging Aluminum Alloy
Aleación De Aluminio Con Envejecimiento Natural

Esta técnica ocurre una vez que la aleación de aluminio se ha sometido a un tratamiento térmico de solución. Normalmente, los elementos disueltos comienzan a precipitarse con el tiempo. Como tal, hace que los granos comiencen a encajar en su posición y esto, a su vez, mejora la resistencia natural de la aleación de aluminio, un proceso conocido como envejecimiento natural.

También conocido como endurecimiento por envejecimiento, tiene lugar a temperatura ambiente durante unos 4-5 días, y aproximadamente el 90 % del endurecimiento total tiene lugar el primer día. Por lo tanto, es recomendable dar forma a las piezas de aluminio más rápido después del tratamiento térmico de solución.

Natural Aging Aluminum Alloy
Aleación De Aluminio Endurecida Por Precipitación

Es un endurecimiento artificial destinado a fortalecer la aleación de aluminio hasta el nivel óptimo. Este es un proceso importante ya que algunas aleaciones rara vez alcanzan la dureza máxima cuando se someten a un endurecimiento natural.

Por lo tanto, la precipitación asegura que tales aleaciones de aluminio se calienten a una temperatura específica entre 116°C y 238°C. Sin embargo, la temperatura objetivo suele estar dentro de los 35 °F. Luego, la aleación se empapa hasta por 24 horas, seguido de enfriamiento a temperatura ambiente. Conduce a un aumento significativo en el límite elástico del aluminio, una disminución marginalmente menor en la ductilidad y un aumento en la resistencia a la tracción.

Aplicación Del Tratamiento Térmico Del Aluminio

Automotive Industry
Industria Del Automóvil

Mediante esta técnica se procesan varias piezas típicas utilizadas en el montaje de vehículos de motor, como motores, transmisiones, suspensiones y molduras exteriores e interiores.

Aviation Industry
Industria De La Aviación

Es útil para fabricar componentes de aeronaves, incluidas turbinas, carcasas de motores, molduras interiores, etc.

Computer Industry
Industria Informática

La mayoría de las partes de los sistemas informáticos y los aparatos relacionados se fabrican con material de aluminio tratado térmicamente para mejorar su resistencia.

Heavy Machinery
Maquinaria Pesada

Diferentes partes y componentes de varias maquinarias pesadas también incorporan materiales de aluminio tratado térmicamente para mayor resistencia, durabilidad y resistencia al desgaste.

Marine Industry
Industria Marítima

A menudo, el entorno marino es bastante implacable, de ahí la necesidad de piezas que puedan soportar tales condiciones. El tratamiento térmico del aluminio produce piezas altamente resistentes a la corrosión, ideales para tales entornos.

Cooking Ware
Artículos De Cocina

Muchos utensilios de cocina de aluminio se tratan térmicamente utilizando diversas técnicas para que sean adecuados para la tarea.

Manufacturing Lines
Líneas De Fabricación

Varias líneas de producción utilizan diferentes máquinas integradas para ofrecer una única unidad funcional. La mayoría de las piezas y componentes de dichas unidades están fabricados con materiales de aluminio tratado térmicamente debido a su solidez, resistencia a la corrosión y durabilidad.

La gente también pregunta:

¿Se Puede Templar El Aluminio?

Sí.

Siempre puede usar agua o salmuera ligera, pero el período de enfriamiento ideal para el aluminio endurecido a menudo depende de la pieza real.

¿Qué Resistencia Tiene El Aluminio Con Tratamiento Térmico?

Varía según la composición de aleación real del aluminio tratado térmicamente. Sin embargo, la resistencia máxima a la tracción a menudo oscila entre 103 y 276 Mpa con un límite elástico total de aproximadamente un 20 % de elongación.

¿Qué Ocurre Cuando El Aluminio Se Trata Térmicamente?

Los elementos disueltos comienzan a precipitarse con el tiempo. Como tal, hace que los granos se fijen en su lugar y esto, en última instancia, aumenta la resistencia general del aluminio natural.

¿Es Tóxico El Aluminio Cuando Se Trata Térmicamente?

No necesariamente.

El aluminio tratado térmicamente nunca es tóxico y no presenta ningún tipo de efectos en la salud de los humanos o del entorno.

¿El Tratamiento Térmico Debilita El Aluminio?

No.

En su mayoría, los elementos de aleación utilizados en el tratamiento térmico del aluminio mejoran la resistencia del producto final. Así, por el contrario, el tratamiento térmico fortalece el aluminio.

Recursos relacionados :

Endurecimiento de trabajo

Aluminio tratado térmicamente

Tratamiento térmico de aleaciones de aluminio

Scroll to Top