Después de la fundición, la eliminación de arena y la limpieza, las piezas fundidas a menudo sufren tensiones internas, microestructura desigual y granos gruesos. El uso directo puede provocar fácilmente deformaciones, grietas o propiedades mecánicas deficientes.
Los procesos de tratamiento térmico implican controlar el calentamiento, retención y enfriamiento de las piezas fundidas para mejorar su estructura interna, eliminar tensiones residuales y mejorar propiedades mecánicas como dureza, resistencia y tenacidad para cumplir con los requisitos de diferentes condiciones de trabajo.
Dependiendo del tipo de material y los requisitos de la aplicación, los métodos comunes de tratamiento térmico para piezas fundidas incluyen recocido, normalización, temple y revenido, tratamiento de envejecimiento y temple y revenido.
El recocido implica calentar la pieza fundida a una temperatura adecuada y mantenerla durante un tiempo determinado, seguido de un enfriamiento lento en el horno. Esto elimina eficazmente las tensiones de fundición, refina los granos y mejora la plasticidad y tenacidad de la fundición, facilitando el mecanizado posterior.
La normalización implica calentar y luego enfriar en aire, lo que da como resultado una velocidad de enfriamiento más rápida y una mayor resistencia y dureza. Es adecuado para piezas fundidas ordinarias con ciertos requisitos de resistencia estructural.
Para grados de acero fundido de alta-resistencia (p. ej., 42CrMo, ZG35CrMo, ZG40Cr), normalmente se utiliza el templado y revenido -, seguido de un templado a alta-temperatura - para obtener una estructura de sorbita templada, equilibrando resistencia y tenacidad. Para piezas fundidas de acero inoxidable martensítico (por ejemplo, 410, 420, 440C), el enfriamiento y el revenido se aplican de manera similar para obtener buenas propiedades mecánicas integrales.
Para los aceros inoxidables austeníticos (p. ej., 304, 316, 304L, 316L), a menudo se emplea el tratamiento con solución. Las piezas fundidas se calientan entre 1010 y 1150 grados y luego se templan rápidamente con agua-, lo que permite que los carburos se disuelvan completamente en la matriz de austenita, logrando así una excelente resistencia a la corrosión y una buena ductilidad.
Para las piezas fundidas de precisión producidas mediante fundición a la cera perdida, se utiliza con frecuencia un tratamiento de envejecimiento, que implica un mantenimiento prolongado a temperaturas relativamente bajas para estabilizar las dimensiones de la pieza fundida y evitar la deformación durante el mecanizado o uso posterior.
Este proceso es especialmente adecuado para componentes de alta-precisión, como cuerpos de válvulas, cuerpos de bombas y accesorios hidráulicos.
La eficacia del tratamiento térmico de la fundición está estrechamente relacionada con la temperatura de calentamiento, la velocidad de calentamiento, el tiempo de mantenimiento y el método de enfriamiento.
Una temperatura excesiva puede causar fácilmente el sobrecalentamiento y la quema de la pieza fundida, mientras que una temperatura insuficiente no logrará la mejora deseada en la microestructura. Las velocidades rápidas de calentamiento o enfriamiento pueden generar nuevas tensiones o incluso provocar grietas.
Además, los parámetros del proceso de tratamiento térmico difieren significativamente para piezas fundidas hechas de diferentes materiales (hierro fundido, acero fundido, acero inoxidable, aleaciones de aluminio, etc.) y deben implementarse estrictamente de acuerdo con los estándares de materiales y los requisitos de diseño del producto.
Un proceso de tratamiento térmico adecuado no sólo puede reparar los defectos estructurales generados durante el proceso de fundición, sino también mejorar significativamente la confiabilidad y vida útil de las piezas fundidas. Es un paso clave indispensable post-procesamiento en procesos como la fundición de precisión, la fundición en arena de resina y la fundición a la cera perdida.
