Tipos de Tratamientos para Metales: Térmicos, Termoquímicos, Mecánicos y Superficiales

Tratamientos para Metales: Mejora de Propiedades y Características

Tratamientos Térmicos

Los tratamientos térmicos consisten en operaciones de calentamiento y enfriamiento en los metales para conseguir cambios en su estructura cristalina sin cambiar su composición química.

• Temple: Consiste en calentar el metal por encima de la temperatura de austenización y enfriarlo de forma súbita. Así se obtiene un metal muy duro y resistente mecánicamente, debido a la deformación de su estructura cristalina (este endurecimiento se asemeja a la deformación en frío).
• Revenido: Es un tratamiento exclusivo de los metales templados, que los complementa. Se calienta a una temperatura inferior, mejorando su tenacidad y obteniendo una estructura más dúctil.
• Normalizado: Consiste en el calentamiento del acero, seguido de un enfriamiento al aire. Debido a la baja velocidad de enfriamiento, el grano se afina y se obtiene una estructura homogénea. Se utiliza para piezas que han sufrido trabajos en caliente o frío, sobrecalentamientos o enfriamientos irregulares y defectos en tratamientos anteriores.
• Recocido: El metal se calienta a una temperatura y se deja enfriar lentamente. Debido a la baja velocidad de enfriamiento, se liberan tensiones internas, adquiriendo mayor plasticidad (más dúctil y maleable).

Tratamientos Termoquímicos

Los tratamientos termoquímicos consisten en el calentamiento y enfriamiento de metales, complementándolos con la adición de nuevos elementos en la superficie de las piezas (se modifica la composición química superficial). Los materiales idóneos para estos tratamientos han de tener gran resistencia mecánica y tenacidad.

• Cementación: Consiste en añadir carbono mediante difusión, a la superficie de un acero que presente bajo contenido en C y así aumentar su dureza superficial. Para facilitar la difusión se someten durante un tiempo a un carburante a temperatura elevada. Se distinguen dos zonas:
  • Zona exterior: Capa cementada.
  • Zona central o alma: Su composición química no ha variado.
  Estos aceros no han de estar excesivamente aleados.
• Nitruración: Endurecimiento superficial extraordinario del acero mediante incorporación de nitrógeno. Se somete en un horno a una corriente de amoniaco a una temperatura próxima a 500ºC. Se diferencia de la cementación en su temperatura inferior (evita que se produzcan distorsiones en la estructura interna) y que el nitrógeno forma nitruros insolubles debido a elementos químicos, en vez de en solución sólida como la cementación. La nitruración hace las piezas más resistentes a la fatiga y a la corrosión (válvulas, bielas, cilindros, etc.).
• Carbonitruración: Tratamiento intermedio entre los dos anteriores, aumenta la dureza de los aceros por la absorción superficial de carbono y nitrógeno (piezas de gran espesor).
• Sulfinización: Incorpora al metal (aleaciones de cobre o hierro) una capa de nitrógeno, carbono y sobre todo azufre, por inmersión en un baño a una temperatura aproximada de 565ºC. Aumenta la resistencia al desgaste, disminuye el coeficiente de rozamiento y favorece su lubricación. La vida útil se multiplica por cinco.

Tratamientos Mecánicos

Los tratamientos mecánicos mejoran las características de los metales por deformación mecánica, con o sin calor.

• En caliente/forja: Deformar un metal calentado, mediante fuertes golpes. Se afina el tamaño del grano y se mejora su estructura interna.
• En frío: Deformar el metal a temperatura ambiente. Incrementa la dureza y resistencia mecánica, pero pierde plasticidad y ductilidad.

Tratamientos Superficiales

Los tratamientos superficiales modifican la composición o estructura de la superficie del metal para mejorar sus propiedades.

• Cromado: Se deposita cromo sobre la superficie del metal. Disminuye el coeficiente de rozamiento e incrementa la dureza superficial y la resistencia al desgaste del material (el objetivo primordial en los aceros es la resistencia a la corrosión). Se realiza por medios electrolíticos o difusión a temperatura elevada.
• Metalización: Se pulveriza metal fundido sobre la superficie de otro metal, adquiriendo las características superficiales del primero.