Os benefícios do tratamento térmico de metal

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo que utiliza ferramentas de corte para remover material de um bloco sólido, revelando a forma da peça final. Para facilitar o processo de usinagem e criar uma peça final superior, os metais utilizados devem ser trabalháveis. Além disso, as propriedades do material da peça metálica podem ser aprimoradas após a conclusão do processo de usinagem. É aí que entram os tratamentos térmicos. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre como tratar metais com calor e os benefícios mais importantes dos tratamentos térmicos.

O processo de tratamento térmico

Os processos de tratamento térmico envolvem o aquecimento do metal até que sua microestrutura mude e, em seguida, mantenha o metal nesse estado (imersão) antes de resfriá-lo para endurecer o material. O tempo de imersão de um metal depende do processo de tratamento térmico que você está usando, do metal que está usando e do tamanho da sua peça. Quanto maior o tempo de imersão, maiores as mudanças na microestrutura, o que afetará as propriedades mecânicas do metal.

A taxa de resfriamento e as condições do ambiente também podem alterar a estrutura e as propriedades do metal. Embora a salmoura possa resfriar os metais mais rapidamente, você também pode usar óleo, água, ar forçado ou fornos.

Os tratamentos térmicos podem ser aplicados em todo o processo de fabricação, dando às peças suas propriedades iniciais, intermediárias ou finais. Ao usinar peças CNC, você pode aplicar um tratamento térmico antes de iniciar o processo de usinagem, pois isso pode reduzir os prazos de entrega e tornar o metal mais trabalhável. Em outros casos, você pode aplicar tratamentos térmicos ao metal após a usinagem para torná-lo mais duro e durável.

Tratamentos térmicos CNC comuns

Recozimento

Realizado para reduzir a dureza do metal e aumentar sua ductilidade, o processo de recozimento envolve o aquecimento e a imersão do metal a uma temperatura crítica antes de resfriá-lo. Isso ajuda a aliviar as tensões internas e torna o metal menos propenso a quebrar ou fraturar durante a usinagem. Você pode usar várias técnicas de recozimento, como recozimento completo, recozimento de recristalização, recozimento parcial e recozimento final para obter as propriedades finais desejadas.

A normalização é outra técnica de recozimento que envolve o aquecimento do metal e o resfriamento à temperatura ambiente em um ritmo muito mais rápido do que o recozimento típico. Quando o metal atinge 40 °C mais quente do que sua temperatura crítica superior, ele ficará de molho antes de esfriar no ar. A normalização alivia o estresse interno causado por têmpera, fundição ou soldagem para evitar falhas no metal, o que fortalece o metal e produz grãos ferríticos pequenos, refinados e de tamanho uniforme.

Encruamento

Para endurecer o exterior de uma peça sem alterar seu interior, você pode usar o processo de endurecimento da caixa. O endurecimento da caixa, também conhecido como endurecimento da face ou endurecimento da superfície, cria peças menos frágeis e mais trabalháveis ​​do que outros métodos que aumentam a dureza em todo o metal. Uma forma de endurecimento da caixa envolve o aquecimento do metal em um ambiente rico em carbono (carburização), pois isso aumenta a resistência da superfície do metal e o teor de carbono.

Endurecimento por precipitação

O endurecimento por precipitação ou envelhecimento cria metais fortes e leves, tornando-se uma escolha popular para componentes de tratamento térmico para a indústria aeroespacial. Se você tem um metal maleável, pode aquecê-lo a uma temperatura alta, extingui-lo e aquecê-lo a uma temperatura mais baixa por um longo período para dispersar os precipitados uniformemente por toda a estrutura de grãos do metal e aumentar sua resistência e dureza.

Alívio do estresse

Usinagem CNC, conformação, laminação e endireitamento podem causar tensão nas peças, o que pode enfraquecê-las e reduzir sua qualidade geral. O alívio de tensão removerá as tensões residuais e melhorará as propriedades mecânicas da peça sem alterar sua estrutura ou dureza. Este processo envolve o aquecimento de metais a temperaturas logo abaixo de sua fronteira crítica inferior. O processo de resfriamento é sempre lento, possibilitando a criação de peças uniformes com propriedades mecânicas consistentes.

Revenimento e têmpera

Este tratamento térmico de duas partes aumenta a dureza, ductilidade e resiliência das ligas à base de ferro. Durante a têmpera, o metal é aquecido a uma alta temperatura, alterando sua estrutura cristalina de ferrita para austenita e permitindo que ele absorva mais carbono. O metal será então resfriado rapidamente para bloquear as mudanças na microestrutura. Como a têmpera cria peças muito duras, geralmente ocorre após a usinagem CNC.

Para reduzir a fragilidade, aliviar as tensões internas e melhorar a longevidade e as propriedades mecânicas da peça, você pode temperar o metal aquecendo-o a uma temperatura moderada abaixo do ponto crítico.

Benefícios do tratamento térmico de metal

O que o tratamento térmico faz ao metal? O tratamento térmico do metal pode aumentar muito sua resistência, o que torna o tratamento térmico uma escolha popular entre os fabricantes das indústrias automotiva e aeroespacial. Infelizmente, quando você aumenta a resistência de um material, também pode acabar reduzindo sua tenacidade e aumentando sua fragilidade. Para garantir que seu metal não fique muito quebradiço, pode ser necessário recozer ou temperar suas peças para aliviar as tensões internas. Seguindo os procedimentos de alívio de estresse, seus metais tratados termicamente serão muito mais fáceis de trabalhar e usinar.

Além disso, ao aplicar tratamentos térmicos em ligas metálicas, você pode modificar a microestrutura ou composição química do metal para alterar sua resistência à corrosão, magnetismo, durabilidade, condutividade térmica e condutividade elétrica. Você pode até mesmo passar uma peça de metal por vários tratamentos térmicos para alcançar o desempenho desejado.

Tratamento térmico de metal com a ajuda do Fast Radius

Ao tratar o metal com calor, você pode criar peças de metal mais fortes, menos quebradiças e mais usináveis. Você pode até melhorar as propriedades elétricas do seu metal com tratamentos térmicos. No entanto, alguns tratamentos térmicos são melhores que outros, dependendo do material, portanto, fazer sua pesquisa é essencial. Quando se trata de escolher o tratamento térmico certo para sua peça, considere o tipo de metal que você está usando e as propriedades que deseja que ele tenha. Você também pode trabalhar com um parceiro de fabricação confiável para determinar o melhor método de tratamento térmico para suas necessidades.

Na Fast Radius, nossa equipe de engenheiros e designers experientes pode ajudá-lo a decidir qual método de tratamento térmico é mais adequado para seu projeto. Além disso, forneceremos suporte de ponta a ponta para toda a sua produção. Entre em contato conosco hoje para começar seu próximo projeto.