Guia Especializado de Tratamento Térmico para Peças Metálicas Usinadas 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. 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.

Tratamentos térmicos são uma técnica desenvolvida para tornar metais mais trabalháveis durante o processo de fabricação ou para melhorar as características do material após a usinagem ter sido concluída. Aplicar calor e outros elementos a peças metálicas de maneiras estratégicas 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 CNC.

Recozimento

O processo de recozimento envolve aquecer metais a uma temperatura crítica, que varia por liga, manter essa temperatura por um período de tempo e então resfriar lentamente o metal ao ar para criar a microestrutura desejada dentro do metal.

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

Cementação

A cementação é um método de tratamento térmico que aumenta a dureza da camada externa de aço carbono ou liga sem endurecer o material interior. Metais como ferro e aço frequentemente têm baixo teor de carbono, então aplicar uma combinação de calor e uma substância rica em carbono à superfície dá a uma liga de baixo carbono uma exterior de alto carbono endurecido. Isso torna a cementação ideal para aplicações que requerem flexibilidade mas uma camada externa durável e resistente ao desgaste, como comandos de válvulas de motor.

Embora processos de endurecimento forneçam tremendas melhorias à resistência dos metais, eles também tendem a aumentar a fragilidade do material. Por essa razão, a cementação é tipicamente realizada após a usinagem.

Alívio de tensões

A usinagem CNC pode criar tensão dentro do material da peça que, se não tratada, pode comprometer severamente a qualidade geral da peça. Como o recozimento, o alívio de tensões envolve aquecer ligas metálicas a altas temperaturas e resfriá-las lentamente. No entanto, diferente do recozimento, este tratamento térmico é aplicado após o processo de usinagem para remover tensões residuais. O alívio de tensões melhora as propriedades mecânicas de uma peça sem alterar a estrutura ou dureza do material.

Têmpera e revenimento

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

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

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

O revenimento, por outro lado, é o processo de aquecer metais a altas temperaturas (embora temperaturas muito mais baixas que a temperatura crítica do material, ao contrário do recozimento) após o metal ter sido temperado. Isso reduz a fragilidade do material, enquanto melhora sua tenacidade e prolonga a vida 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 similar a têmpera e revenimento e envolve aquecer o metal a uma alta temperatura, temperá-lo, então aquecê-lo a uma temperatura mais baixa por um período alongado. Isso permite que precipitados na liga se dispersem e reduzam o movimento de discordância (irregularidade) dentro da microestrutura, aumentando drasticamente a resistência e dureza do metal.

O endurecimento por precipitação é comumente aplicado a componentes em aplicações aeroespaciais onde reduzir peso sem sacrificar resistência é crítico — peças feitas de alumínio endurecido por precipitação, por exemplo, podem alcançar resistências comparáveis ao aço inoxidável, mas a cerca de um terço do peso.

Escolhendo o processo ideal de tratamento térmico

Tratamentos térmicos podem entregar melhorias incríveis às propriedades de material de peças metálicas. No entanto, é importante que equipes de produto façam sua pesquisa para determinar qual tratamento térmico é mais adequado para uma determinada peça. Enquanto têmpera e revenimento pode ser ideal para criar aços de alta resistência, é um processo muito menos útil para tratar ligas de alumínio. Felizmente, determinar qual processo de tratamento é certo para você é simplificado com a ajuda de um parceiro de fabricação confiável.

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