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Agosto de 2020 Página 1 de 3

Consejos prácticos para mejorar los tratamientos térmicos en herramental

Dr.-Ing. Miguel Garzón

Fabricar moldes y troqueles de manera competitiva y aprovechar su máxima vida útil depende de hacer el tratamiento térmico de la manera correcta. Conozca aquí consideraciones claves para el proceso.

El ejemplo sobre compromiso entre precio y desempeño es bien conocido en la industria de las herramientas de corte: Usted puede comprar una broca por 1 dólar que podrá hacer 5 agujeros en una pieza. O puede comprar “la misma” hecha por otro fabricante que cobra 4 dólares por ella y lograr hacer 50 agujeros. En la mayoría de los casos ambos fabricantes usan el mismo tipo de acero e incluso lucen igual de afiladas. La diferencia, es muy probable que esté en el tratamiento térmico: el proceso mediante el cual, a partir de procesos determinados de calentamiento y enfriamiento se incrementa la dureza y/o la tenacidad de las piezas fabricadas en aleaciones ferrosas. El aumento de estas propiedades básicamente mejora la vida útil de los productos bajo condiciones de uso de desgaste abrasivo, golpes y en ciertos casos a choques térmicos. Es decir, prepara el material para su uso como herramienta / herramental.

Los problemas generados por el tratamiento térmico se vuelven más críticos aún cuando se trata de un herramental complejo y costoso, como un molde de inyección o un troquel, donde las deformaciones o grietas generadas durante el proceso pueden hacer perder grandes inversiones en tiempo y capital.

Este artículo busca generar una serie de consejos clave a la hora de asegurarse que sus productos queden bien tratados, aumentando la vida útil de su herramental y evitando deformaciones y fallas tempranas.

Deformaciones críticas en el material. Cómo evitarlas desde el diseño

La distribución del material debe ser lo más uniforme posible: Incluya filetes (o radios grandes) en la base de chaveteros, dientes de corte y dientes de engranajes para evitar concentraciones de esfuerzos; Las chavetas semicirculares, que permiten el uso de chavetas con esquinas redondeadas, son mejores opciones que chavetas prismáticas.

Evitar cambios bruscos de sección. Esto evitará que haya lugares en el producto que se enfrían mucho más rápido que otros durante el temple generando diferencias críticas en la microestructura del material.

Los agujeros grandes deben centrarse con respecto a los contornos exteriores. Los agujeros ciegos profundos siempre deben evitarse porque causan un enfriamiento no uniforme. Si esto no es posible, el orificio se puede rectificar después del endurecimiento. Las uniones de agujeros perforados en una pieza de acero deben evitarse porque mejoran las condiciones de enfriamiento muy altas e indeseables.

Alternativamente, se deben usar accesorios que permitan que el orificio o el interior de la ranura se enfríen al principio o más rápidamente que el resto de la pieza. Redondee todos los agujeros, esquinas y bordes exteriores.Si las esquinas afiladas son inevitables, proporcione muescas de alivio en lugar de bordes afilados.

Adicionalmente, no olvide hacer un tratamiento de alivio de esfuerzos residuales siempre, después de los procesos de mecanizado de desbaste. Esto prevendrá muchos problemas posteriores de deformaciones o generación de grietas por esfuerzos residuales.

Si las piezas deben llevar una identificación grabada, se recomienda su inserción ya en el componente endurecido, con herramientas que tengan bordes bien redondeados y mínima deformación (profundidad de penetración superficial), y en posiciones alejadas de las zonas de concentración de alta tensión (ángulos reentrantes, curvas, agujeros).

Los troqueles grandes e intrincados se deben componer en secciones, lo que con frecuencia simplifica el tratamiento térmico, dado que permite un intercambio de calor más uniforme en todas las superficies.

Consejos prácticos para evitar la distorsión geométrica de las piezas durante el temple

Cuando la pieza se encuentra en el rango de temperaturas necesaria para su austenización, justo antes del temple, su resistencia mecánica baja dramáticamente y es mucho más fácil que incluso su propio peso cause deformaciones plásticas. Por tanto es crucial mover las partes calientes correctamente soportadas desde el horno hacia el proceso de temple. Fallar en este procedimiento es la causa número uno de distorsión en piezas tratadas. Levantar la pieza por un extremo o por el medio y permitir que la gravedad cause deformación plástica es muy común.

Existen herramientas, similares a las espátulas que se usan para levantar pizza, que son lo suficientemente grandes y robustas como para deslizar piezas hacia adentro y hacia afuera, y es un método ideal para transferir piezas hacia y desde una rejilla de enfriamiento por aire. Si se usa papel/envoltura de acero inoxidable, es imperativo que las varillas de soporte de acero superiores del estante en el horno vayan de adelante hacia atrás para permitir que la envoltura de acero inoxidable se deslice hacia adelante para su extracción.


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