Los hornos de vacío son esenciales para el revenido de muestras boruradas porque crean un entorno controlado que permite la recuperación estructural del núcleo sin dañar la superficie. Dado que el proceso inicial de borurado requiere altas temperaturas prolongadas que pueden endurecer la estructura interna del acero, es necesario un segundo recalentamiento al vacío para restaurar la tenacidad, al tiempo que se protege la capa dura de boruro de la oxidación o la descarburación.
El valor central de este proceso es lograr un compromiso metalúrgico: restaura la matriz del núcleo a una estructura de sorbita tenaz después del calor perjudicial del borurado, sin comprometer la integridad de la capa superficial extremadamente dura.
El desafío metalúrgico del borurado
El efecto secundario del calor elevado
El borurado se realiza típicamente a temperaturas superiores a la temperatura de transformación del acero. Debido a que este proceso requiere una exposición prolongada a este calor, la matriz interna del acero a menudo sufre.
Endurecimiento del grano
El efecto secundario más significativo de esta exposición prolongada a altas temperaturas es el endurecimiento de la estructura de la matriz. Mientras que la superficie se vuelve dura, los granos del núcleo crecen, lo que puede reducir la tenacidad general y la resistencia al impacto del material.
El riesgo de recalentamiento
Para reparar el núcleo, el acero debe recalentarse a temperaturas de austenización. Sin embargo, hacerlo en una atmósfera estándar haría que la superficie borurada reaccionara con el oxígeno, lo que provocaría oxidación y descarburación, arruinando efectivamente el tratamiento superficial.
Cómo el procesamiento al vacío resuelve el problema
Protección durante la austenización
Un horno de vacío permite recalentar la muestra a la temperatura de austenización necesaria en un entorno libre de oxígeno. Esto asegura que la superficie dura borurada permanezca químicamente estable y no se degrade durante la fase de calentamiento.
Temple controlado
Una vez que el material se calienta, el horno de vacío facilita el temple en aceite bajo protección de gas inerte. Este enfriamiento rápido es fundamental para transformar la austenita calentada en la microestructura deseada.
Recuperación de la estructura de sorbita
El objetivo específico de este temple es recuperar la estructura de sorbita de la matriz. La sorbita ofrece un excelente equilibrio entre resistencia y ductilidad, reparando la fragilidad asociada con los granos gruesos formados durante el borurado inicial.
Comprender las compensaciones
Complejidad del proceso frente al rendimiento del material
La principal compensación aquí es la necesidad de un proceso de varios pasos. Si bien el borurado proporciona dureza superficial, degrada intrínsecamente las propiedades del núcleo debido a la exposición al calor; omitir el paso de revenido deja un núcleo quebradizo.
Especificidad del equipo
No todos los hornos pueden lograr estos resultados. El proceso requiere hornos de vacío avanzados capaces de realizar temple en aceite integrado y manipulación de gas inerte. El equipo de tratamiento térmico estándar no puede replicar el control de la atmósfera necesario para proteger la capa de boruro durante la agresiva fase de recalentamiento.
Tomando la decisión correcta para su objetivo
Al diseñar un proceso de tratamiento térmico para piezas boruradas, considere las demandas mecánicas específicas del componente.
- Si su enfoque principal es la integridad de la superficie: El entorno de vacío es innegociable para prevenir la descarburación y la oxidación de la capa de boruro durante el recalentamiento.
- Si su enfoque principal es la resistencia al impacto: El paso de revenido es fundamental para transformar la matriz gruesa de nuevo en una estructura de sorbita tenaz, asegurando que la pieza no se rompa bajo carga.
Al utilizar el revenido al vacío, usted cierra con éxito la brecha entre la dureza superficial extrema y la tenacidad del núcleo confiable.
Tabla resumen:
| Desafío del proceso | Solución del horno de vacío | Resultado metalúrgico |
|---|---|---|
| Endurecimiento del grano | Recalentamiento controlado a austenización | Restaura la estructura de sorbita tenaz |
| Oxidación de la superficie | Entorno de vacío sin oxígeno | Conserva la capa dura borurada |
| Descarburación | Protección con gas inerte | Mantiene la estabilidad química |
| Fragilidad del núcleo | Temple en aceite integrado | Equilibrio óptimo de resistencia y ductilidad |
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Referencias
- František Nový, Miloš Mičian. The Influence of Induction Hardening, Nitriding and Boronising on the Mechanical Properties of Conventional and Sintered Steels. DOI: 10.3390/coatings14121602
Este artículo también se basa en información técnica de Kintek Furnace Base de Conocimientos .
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