Como Tratamento Térmico Melhora Desempenho e Longevidade do Metal

Usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo que usa ferramentas de corte para remover material de um bloco sólido, revelando a forma da peça final. Para tornar o processo de usinagem mais fácil e criar uma peça final superior, os metais usados devem ser trabalháveis. Além disso, as propriedades do material da peça metálica podem ser aprimoradas após o processo de usinagem ter sido completado. É aí que os tratamentos térmicos entram. Aqui está tudo que você precisa saber sobre como tratar termicamente metal e os benefícios mais importantes dos tratamentos térmicos.

O Processo de Tratamento Térmico

Processos de tratamento térmico envolvem aquecer o metal até que sua microestrutura mude e então manter o metal naquele estado (tempa) antes de resfriá-lo para endurecer o material. Quanto tempo você tempe um metal depende de qual processo de tratamento térmico você está usando, qual metal você está usando, e o tamanho da sua peça. Quanto maior o tempo de tempa, maiores as mudanças na microestrutura, o que impactará as propriedades mecânicas do metal.

A taxa de resfriamento e condições circundantes também podem alterar a estrutura e propriedades do metal. Enquanto salmoura pode resfriar metais mais rápido, você também pode usar óleo, água, ar forçado ou fornos.

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

Tratamentos Térmicos Comuns para CNC

Recozimento

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

Normalização é outra técnica de recozimento que envolve aquecer o metal e então resfriá-lo em temperatura ambiente em um ritmo muito mais rápido que recozimento típico. Uma vez que o metal atinge 40°C mais quente que sua temperatura crítica superior, ele tempará antes de resfriar no ar. Normalização alivia tensão interna causada por têmpera, fundição ou soldagem para prevenir falha do metal, o que fortalece o metal e produz grãos ferríticos pequenos, refinados e uniformemente dimensionados.

Cementação

Para endurecer o exterior de uma peça sem alterar seu interior, você pode usar o processo de cementação. Cementação, também conhecida como endurecimento de face ou endurecimento superficial, cria peças menos frágeis e mais trabalháveis que outros métodos que aumentam dureza através do metal. Uma forma de cementação envolve aquecer seu metal em ambiente rico em carbono (cementação), pois isso aumenta a resistência e teor de carbono da superfície do metal.

Endurecimento por Precipitação

Endurecimento por precipitação ou envelhecimento cria metais fortes e leves, tornando-o escolha popular para tratamento térmico de componentes para indústria aeroespacial. Se você tem um metal maleável, pode aquecê-lo a alta temperatura, temperá-lo, e aquecê-lo a temperatura mais baixa por período estendido para dispersar precipitados uniformemente através da estrutura de grão do metal e aumentar sua resistência e dureza.

Alívio de Tensão

Usinagem CNC, conformação, laminação e endireitamento podem todos causar tensão acumulada dentro de peças, o que pode enfraquecê-las e reduzir sua qualidade geral. Alívio de tensão removerá tensões residuais e melhorará propriedades mecânicas da peça sem alterar sua estrutura ou dureza. Este processo envolve aquecer metais a temperaturas logo abaixo de sua borda crítica inferior. O processo de resfriamento é sempre lento, tornando possível criar peças uniformes com propriedades mecânicas consistentes.

Têmpera e Revenimento

Este tratamento térmico de duas partes aumenta dureza, ductilidade e resiliência de ligas baseadas em ferro. Durante têmpera, o metal é aquecido a alta temperatura, mudando sua estrutura cristalina de ferrita para austenita e permitindo absorver mais carbono. O metal será então resfriado rapidamente para travar as mudanças na microestrutura. Como têmpera cria peças muito duras, geralmente vem após usinagem CNC.

Para reduzir fragilidade, aliviar tensões internas e melhorar longevidade e propriedades mecânicas da peça, você pode então revenir o metal aquecendo-o a temperatura moderada abaixo de seu ponto crítico.

Benefícios do Tratamento Térmico de Metal

O que o tratamento térmico faz ao metal? Tratamento térmico pode aumentar grandemente sua resistência, o que torna tratamento térmico escolha popular entre fabricantes nas indústrias automotiva e aeroespacial. Infelizmente, quando você aumenta resistência de um material, também pode acabar reduzindo sua tenacidade e aumentando sua fragilidade. Para garantir que seu metal não se torne muito frágil, você pode precisar recozer ou revenir suas peças para aliviar tensões internas. Seguindo procedimentos de alívio de tensão, seus metais tratados termicamente serão muito mais fáceis de trabalhar e usinar.

Além disso, aplicando tratamentos térmicos a 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 passar uma peça metálica por muitos tratamentos térmicos para alcançar seu desempenho desejado.

Tratamento Térmico de Metal com Ajuda da Fast Radius

Tratando termicamente seu metal, você pode criar peças metálicas mais fortes, menos frágeis e mais usináveis. Você pode até melhorar propriedades elétricas do seu metal com tratamentos térmicos. No entanto, alguns tratamentos térmicos são melhores que outros dependendo do material, então 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 você quer 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 ajudar você a decidir qual método de tratamento térmico é mais adequado para seu projeto. Além disso, forneceremos suporte de ponta a ponta para a totalidade de sua execução de produção. Entre em contato conosco hoje para começar seu próximo projeto.