Guia para tratamentos térmicos para peças de metal usinadas em CNC

A usinagem CNC é um método de fabricação subtrativo que usa ferramentas e rotação para criar peças a partir de blocos sólidos de material. As peças podem ser usinadas de várias maneiras diferentes, o que torna a usinagem CNC um processo de fabricação versátil que pode ser usado para criar tudo, desde chassis de automóveis a equipamentos cirúrgicos.

Os tratamentos térmicos são uma técnica desenvolvida para tornar os metais mais trabalháveis ​​durante o processo de fabricação ou para melhorar as características do material após a conclusão da usinagem. A aplicação de calor e outros elementos em peças metálicas de forma estratégica permite a criação de peças com ductilidade, dureza, tenacidade e outras propriedades superiores.

Aqui estão alguns dos tratamentos térmicos mais comuns para peças metálicas usinadas em CNC.

Recozimento

O processo de recozimento envolve o aquecimento de metais a uma temperatura crítica, que varia de acordo com a liga, mantendo essa temperatura por um período de tempo e, em seguida, resfriando lentamente o metal com ar para criar a microestrutura desejada dentro do metal.

O recozimento é normalmente aplicado a ligas metálicas após a formação para aumentar a ductilidade do material, o que torna os metais mais duros menos propensos a rachaduras ou fraturas durante o processo de usinagem.

Encruamento

O endurecimento da caixa é um método de tratamento térmico que aumenta a dureza da camada externa de aço carbono ou liga sem endurecer o material interno. Metais como ferro e aço geralmente têm baixo teor de carbono, portanto, aplicar uma combinação de calor e uma substância rica em carbono à superfície dá a uma liga de baixo carbono um exterior endurecido de alto carbono. Isso torna o endurecimento da caixa ideal para aplicações que exigem flexibilidade, mas uma camada externa durável e resistente ao desgaste, como árvores de cames do motor.

Embora os processos de endurecimento proporcionem enormes melhorias na resistência dos metais, eles também tendem a aumentar a fragilidade do material. Por esse motivo, o endurecimento da caixa é normalmente realizado após a usinagem.

Alívio do estresse

A usinagem CNC pode criar tensão no material da peça que, se não for tratada, pode comprometer gravemente a qualidade geral da peça. Assim como o recozimento, o alívio de tensões envolve o aquecimento de ligas metálicas a altas temperaturas e o resfriamento lento. No entanto, ao contrário do recozimento, este tratamento térmico é aplicado após o processo de usinagem para remover as tensões residuais. O alívio de tensão melhora as propriedades mecânicas de uma peça sem alterar a estrutura ou a dureza do material.

Revenimento e têmpera

Também conhecido como transformação martensítica, têmpera e revenimento é um método de duas partes projetado especificamente para aumentar a dureza das peças de aço.

No processo de têmpera, o aço ou liga de aço é aquecido a uma alta temperatura, o que faz com que a estrutura cristalina do ferro mude de ferrita para austenita. Isso permite que o metal absorva mais carbono.

O aço é então resfriado rapidamente para “bloquear” a mudança de fase do ferro, enquanto a adição de carbono resulta em uma estrutura de rede cristalina extremamente forte chamada martensita, que possui excelentes propriedades de dureza superficial.

A têmpera, por outro lado, é o processo de aquecimento de metais a altas temperaturas (embora temperaturas muito inferiores à temperatura crítica do material, em oposição ao recozimento) após o metal ter sido temperado. Isso reduz a fragilidade do material, melhorando sua tenacidade e prolongando a vida útil da peça.

Endurecimento por precipitação

O endurecimento por precipitação é usado para aumentar a resistência de metais maleáveis ​​como alumínio, aços inoxidáveis ​​e superligas. O processo é semelhante à têmpera e revenimento e envolve o aquecimento do metal a uma alta temperatura, a têmpera e o aquecimento a uma temperatura mais baixa por um período prolongado. Isso permite que os precipitados na liga se dispersem e reduzam o movimento de deslocamento (irregularidade) dentro da microestrutura, aumentando drasticamente a resistência e a dureza do metal.

O endurecimento por precipitação é comumente aplicado a componentes em aplicações aeroespaciais onde a redução do peso sem sacrificar a resistência é fundamental – peças feitas de alumínio endurecido por precipitação, por exemplo, podem atingir resistências comparáveis ​​ao aço inoxidável, mas com cerca de um terço do peso.

Escolhendo o processo de tratamento térmico ideal

Os tratamentos térmicos podem proporcionar melhorias incríveis nas propriedades dos materiais das peças metálicas. No entanto, é importante que as equipes de produto façam suas pesquisas para determinar qual tratamento térmico é mais adequado para uma determinada peça. Embora a têmpera e o revenimento possam ser ideais para criar aços de alta resistência, é um processo muito menos útil para o tratamento de ligas de alumínio. Felizmente, determinar qual processo de tratamento é o certo para você é simplificado com a ajuda de um parceiro de fabricação confiável.

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