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• Samir Briceño Verastegui

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TRATAMIENTO TÉRMICO •

Es el proceso al que se someten los metales u otros sólidos con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la tenacidad.

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Las características mecánicas de un material dependen tanto de su composición química como de la estructura cristalina que tenga. Los tratamientos térmicos modifican esa estructura cristalina sin alterar la composición química, dando a los materiales unas características mecánicas concretas, mediante un proceso de calentamientos y enfriamientos sucesivos hasta conseguir la estructura cristalina deseada.

Aplicaciones •

Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono.

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También se aplican tratamientos térmicos diversos a los sólidos cerámicos.

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TRATAMIENTOS EN LOS ACEROS Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones en la cual no varían su composición química, aunque sí su estructura interna y, por tanto, sus propiedades. Vienen a ser: normalizado, temple, revenido y recocido.

 NORMALIZADO: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.

El procedimiento consiste en calentar la pieza entre 30 y 50 grados Celsius por encima de la temperatura crítica superior (entre 790 y 830 °C) y mantener esa temperatura el tiempo suficiente para conseguir la transformación completa en austenita. A continuación, se deja enfriar en aire tranquilo, obteniéndose una estructura uniforme. Para calentar el material se hace uso del horno de cámara El funcionamiento del horno es totalmente automático, siendo necesaria una mínima intersección de personal. El control de la temperatura se llega a cabo mediante termorreguladores electrónicos de alta fiabilidad que procesan la señal recibida por los sensores térmicos. El oportuno enclavamiento de las señales y ordenes de mando impiden la realización de maniobras indeseables. Tipo de energía del horno: Eléctrica

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TEMPLE: El proceso de endurecimiento del acero consiste en el calentamiento del metal de manera uniforme a la temperatura correcta y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara refrigerada. El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad. SE OBTIENE UNA MAYOR DUREZA DEL ACERO TRATADO.

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 Calentamiento: En esta fase de calentamiento el acero en el horno alcanza una temperatura máxima de 1139°C. El calentamiento puede ser eléctrico o calentamiento a gas. Se emplea el horno que es una cámara de aislamiento térmico En el horno se dispone de controles para graduar a la temperatura deseada. En los hornos se puede alcanzar una temperatura hasta de 1200°C, de las cuales se mantiene a una temperatura uniforme graduándose de 10 en 10°C para alcanzar un calentamiento equilibrado. Las cámaras de los hornos deben estar protegidas de forma tal que no ente aire, para esto se emplean las muflas. La mufla es una cámara interior del horno construida con refractarios aislantes de baja densidad en cara caliente y silicato cálcico en cara fría. Sus ventajas Principales: •Temperaturas muy homogéneas. • Máxima producción con un alto grado de seguridad. • Creación de procesos repetitivos y registros de ciclos. • Baja contaminación por la atmósfera empleada, mínimo nivel de ruido.

Permanencia: Es necesario mantener las piezas a la temperatura dada de calentamiento, para que lleguen a su fin los procesos de transformación de fase y estructura en todas las zonas del metal. El tiempo óptimo de permanencia es de ¼ de calentamiento.

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 Enfriamiento: De la velocidad del enfriamiento depende el tipo de estructura final de los aceros. Existen varios medios de enfriamiento: por agua, aceite, aire. El agua es el mejor medio, ya que se consigue el enfriamiento con mayor rapidez, y una mayor resistencia de la pieza. Unos cubos metálicos es la mejor opción para el enfriamiento.

 REVENIDO: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza, aumentando la tenacidad y la ductilidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, al mismo tiempo se reduce la fragilidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento. Consiste en calentar el acero a una temperatura inferior a la temperatura crítica (727°C), dependiendo de la dureza que se desee obtener, enfriándolo luego al aire o en cualquier medio.

FASES DEL REVENIDO

1° Limpiar la pieza: Primero se limpia las superficies con un abrasivo (material que sirve para eliminar los residuos adheridos por el templado), con el fin de que no se le adhieran imperfectos durante el proceso.

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2° Calentamiento de la pieza: por medio de unas tenazas (acero) se procede a colocar la pieza en el horno y calentarla a menor temperatura que el temple. En el horno se calienta de manera uniforme. La temperatura del revenido se ajusta a las necesidades de la posterior utilización de la pieza hasta aproximadamente 150 ºC, el revenido no tiene influencia sobre la dureza, pero disminuye o elimina las tensiones producidas por el temple si se mantiene la pieza durante un tiempo prolongado a esta temperatura. El revenido, efectuado para proporcionar el aumento de la tenacidad con la correspondiente disminución de la dureza, se lleva a cabo en el campo de los 200-300 ºC, de acuerdo con: la calidad del acero, su forma geométrica, dimensiones y la posterior utilización de la misma. En todos los casos hay que atenerse a las prescripciones de los diversos fabricantes de los aceros. Para los aceros rápidos (aceros con resistencia a altas temperaturas y al desgaste, usado como herramientas para procesos de mecanizado con máquinas herramientas) se utilizan temperaturas de 550-650 ºC, y en estos casos se produce un aumento de la dureza en los mismos. Para productos finales como los aceros al carbono de construcción, la temperatura de revenido está comprendida entre 450 a 600°C, mientras que para los aceros de herramientas la temperatura de revenido es de 200 a 350°C.

Tipos de Horno: A pesar de que actualmente la mayor parte de los revenidos se hallan integrados dentro de las líneas de producción, existen infinidad de casos que, el revenido se efectúa en hornos independientes. Estos hornos son los siguientes:

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Horno de revenido de circulación de aire caliente o a combustión con carro automatizado Es el horno más adecuado para la ejecución de cualquier revenido, del cual existen infinidad de variantes adaptadas a las necesidades de los diferentes tipos de revenido, temperatura y forma de las piezas, así como los integrados dentro de líneas continuas de producción completamente automatizados. Estos hornos garantizan un calentamiento rápido y uniforme de las piezas debido a la recirculación forzada del aire caliente que las envuelve en su totalidad. La recirculación está provocada por uno o varios grupos moto-ventiladores centrífugos, montados en los lugares más idóneos del horno, de forma que procuren la recirculación más adecuada a la forma de las piezas en sentido vertical u horizontal, haciendo pasar el aire a través de los elementos de calefacción que pueden ser de diferentes tipos, resistencias eléctricas, tubos radiantes, vena de aire, etc. Los hornos estarán dotados de regulación automática de la temperatura y opcionalmente puede instalarse programador temperatura-tiempo a base de microprocesador que garantiza una reproducibilidad en todos los tratamientos.

Tipo de Energía para su funcionamiento: Eléctrica

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Horno de baño en sales - hasta 1000 °C

S e compone de un crisol de acero o de tabique refractario. para la contención de las piezas, calentado exteriormente por resistencias eléctricas, gas o gas-oil. Estos hornos son muy versátiles ya que se pueden utilizar para diversos rangos de temperaturas, desde 140°C hasta 1230°C, con regulación automática de temperatura por medio de termopares angulares (sensores de temperatura). Además, se pueden procesar piezas de distintos tamaños en base a su capacidad. Los hornos de sales fundidas tienen un alto rango de aplicación, se pueden realizar todos los tipos de tratamientos térmicos, tales como recocido, normalizado, relevado de esfuerzos, cementado, revenido, nitrurado, pavonado, temple y austempering. Tipo de Energía para su funcionamiento: Eléctrica o gas.

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- Horno de revenido a 650 °C Es un tipo de horno de cámara en el cual presenta un ventilador que produce un caudal de aire que facilita que las piezas alcancen rápidamente la temperatura requerida. Además, presenta pocas pérdidas de calor gracias a materiales termoaislantes de alta calidad. Teniendo una alta seguridad de operación gracias al mecanismo de giro especial de la puerta del espacio útil. Tipo de Energía para su funcionamiento: Eléctrica

3° Mantenimiento de la temperatura La duración del revenido a baja temperatura es mayor que a las temperaturas más elevadas, para dar tiempo a que sea homogénea la temperatura en toda la pieza.

4° Enfriamiento: La velocidad de enfriamiento del revenido no tiene influencia alguna sobre el material tratado cuando las temperaturas alcanzadas no sobrepasan las que determinan la zona de fragilidad del material; en este caso se enfrían las piezas directamente en agua. Si el revenido se efectúa a temperaturas superiores a las de fragilidad, es convenientemente enfriarlas en baño de aceite caliente a unos 150 °C y después al agua, o simplemente al aire libre.

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RECOCIDO: Es la acción de calentar una pieza hasta una temperatura determinada, de manera que se eliminen las tensiones. El proceso consiste en calentar al acero por arriba de su temperatura crítica y dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto en ceniza, cal, asbesto o vermiculita (mineral formado por silicatos de hierro usado como aislante térmico y acústico). DEVUELVE PROPIEDADES ORIGINALES AL ACERO TRATADO

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Calentamiento del acero: Se calienta hasta una temperatura determinada.

Permanencia: Se mantiene a una temperatura por un tiempo

Enfriarla: Se procede a enfriar con lentitud, para que se elimine las tensiones internas del metal, y las solidificaciones de texturas no deseadas.

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PRODUCTO EN PROCESO: viene a ser el acero con sus propiedades mecánicas mejoradas como: aumento de la dureza, más resistente, mas dúctil y tenaz, sin tensiones.

RECOMENDACIONES PARA LLEVARSE A CABO:

 Al momento de retirar las piezas del horno es necesario que se utilice tenazas, ganchos o alambres cuidando que no hagan contacto con las superficies a templar.  El trabajador debe protegerse con guantes, delantal y gafas.

TRATAMIENTO TERMICO DEL VIDRIO VIDRIO TEMPLADO Es un vidrio de seguridad o templado, se produce a partir de un vidrio flotado el cual es sometido a un tratamiento térmico, que consiste en calentarlo uniformemente hasta temperaturas de 650°C y el vidrio caliente debe ser sometido a una cantidad de chorros de aire a alta presión durante una cantidad variada de tiempo y desde varios ángulos. El enfriamiento rápido hará que las superficies exteriores del vidrio se enfríen y contraigan más rápido que en el centro, dándole su principal característica al vidrio templado: la fuerza.

MAQUINAS  Mesas de corte: Existe una enorme variedad de mesas diseñadas específicamente para cortar vidrio. Algunas de las características de estas mesas son las siguientes:    

Permiten regular el ángulo de inclinación, para asegurar la comodidad del usuario Poseen guías mecánicas que tienen cortadores de vidrio incorporados, lo que nos permite hacer cortes preciosos y rápidos. Tienen reglas en los bordes y accesorios para separar las piezas de vidrio Las más sofisticadas, poseen motores que permiten mover las cuchillas de forma automática, realizando cortes específicos preestablecidos.

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 Maquina canteadora rectilínea: Es de 9 muelas, para canto pulido plano para vidrio desde 3 hasta 19mm, con aristas a 45°. De construcción muy robusta. El sistema de transporte está formado por placas de goma de fácil recambio insertadas en zapatas de poliamida especial resistente a la fricción, se desplazan sobre una guía cuyo diseño asegura la sujeción de la pieza y la perfecta rectitud del canteado. Las muelas de pulido actúan adaptándose al vidrio por sistema manual quedando bloqueadas en el punto de trabajo. La sujeción del vidrio y el cambio del espesor se efectúan ajustando el transportador por pulsador con visor electrónico. Refrigeración de las muelas por agua en circuito cerrado con depósito y bomba. Cuadro de mandos eléctrico incorpora visualizadores de trabajo y regulación de la presión de las muelas.

Lavadora horizontal para vidrio: 

Máquina para el lavado y secado de vidrio plano.

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Lavado por cepillos y difusores de agua. Secado por tubos de aire a presión. Mecanismo automático para graduar el espesor del vidrio sin manipulación. Preparada contra la corrosión. Bandejas y depósitos de agua en acero inoxidable, pintura al horno, rodillos y puntos giratorios sobre cojinetes de plástico antifricción. Bomba y depósito circuito incorporado.

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Horno de templado

RECOMENDACIONES: En primer lugar se debe cortar el vidrio con la forma deseada, luego los bordes deben ser pulidos en una máquina de canto (Se pulen todos y cada uno de los bordes, puesto que los bordes son cortantes y no tan estéticos y tienen la micro fisura después del corte.) y por último se debe hacer un lavado al vidrio todo esto antes de pasar al tratamiento térmico.

PRODUCTO FINAL DEL PROCESO: El vidrio templado se convierte de 4 a 5 veces más resistente que de vidrio crudo normal, y adquiere muchas bondades y resistencias mecánicas como la parte térmica que se duplica o triplica su resistencia térmica. El vidrio templado se fragmenta en pedazos muy pequeños los cuales educen el riesgo de lesiones y cortes por accidentes accidentes.

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CERÁMICA Su uso inicial fue fundamentalmente, como recipiente para alimentos más adelante se utilizó para hacer figuras de carácter religioso. En un principio esta cerámica se modelaba a mano, con técnicas como el pellizco, el colombín o la placa (de ahí las irregularidades de su superficie), y tan solo se dejaba secar al sol en los países cálidos y cerca de los fuegos tribales en los de zonas frías. Más adelante comenzó a decorarse con motivos geométricos mediante incisiones en la pasta seca, cada vez más compleja, perfecta y bella elaboración determinó, junto con la aplicación de cocción, la aparición de un nuevo oficio: el del alfarero. Proceso de la cerámica baldosas

Tratamientos en la cerámica El tratamiento térmico es un paso esencial en la fabricación de la mayoría de los productos cerámicos. En esta subdivisión consideramos los siguientes tratamientos térmicos: secado, sinterizado, verificación. Secado y eliminación de aglutinantes: El propósito del secado de cerámicas es eliminar el agua del cuerpo Horno de secado del ladrillo: Cerámico plástico antes de ser sometida a altas temperaturas. Generalmente, la eliminación de agua se lleva a cabo a menos de 100ºC y puede tardar tanto como 24hs. para un trozo de cerámica grande. La mayoría de los aglutinantes orgánicos pueden ser eliminados de piezas cerámicas por calentamiento en el rango de 200 a 300ºC, aunque algunos residuos hidrocarbonados pueden requerir un calentamiento a temperaturas más elevadas.

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Sintonización (recocido): El proceso por el cual se consigue que pequeñas partículas de un

Horno de sinterizacion:

Material se mantengan unidas por difusión al estado sólido se llama sinterización. En la fabricación de cerámicas este tratamiento térmico se basa en la transformación de un producto poroso en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas de, por ejemplo, alúmina, berilia, ferrita y titanatos. En el proceso de sinterizado las partículas coalescen por difusión al estado sólido a muy altas temperaturas pero por debajo del punto de fusión del compuesto que se desea sinterizar. En la sinterización, la difusión atómica tiene lugar entre las superficies de contacto de las partículas a fin de que resulten químicamente unidas. Este tratamiento da como resultado que un producto compacto poroso se transforme en un denso.

Verificación. Horno de verificación: Algunos productos cerámicos tales como porcelana, productos arcillosos estructurales y algunos componentes electrónicos contienen una fase vítrea. Durante el tratamiento a elevadas temperaturas de este tipo de materiales sólidos cerámicos, tiene lugar un proceso llamado verificación por medio del cual la fase vítrea se licúa y rellena los poros del material.

Recomendación: puede causar daños a las personas que trabajan en contacto con este material, debido a la posible inhalación de las partículas de polvo que se generan durante su manipulación, siendo por esto muy importante el uso de mascarillas para evitas cualquier percance Producto final Hoy se emplea como material de construcción en forma de ladrillo, teja, baldosa o azuelo. La técnica del vidriado le proporciono gran atractivo, se utilizó también para la escultura. Actualmente se emplea como aislante

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LINKOGRAFIA

http://www.tratamientosindutermicos.com/revenido.php#4 https://es.wikipedia.org/wiki/Revenido http://www.nabertherm.es/produkte/details/es/labor_gluehaerteoefen http://www.erasteel.com/es/content/aceros-rapidos-hss http://www.bodycote.com/es-ES/services/heat-treatment/annealing-normalising.aspx https://es.scribd.com/doc/72075122/ceramicos-polimeros-y-metales http://sifunpro.tripod.com/piezas_ceramicas.htm http://ipe-2012ingmateriales.blogspot.pe/2012/03/tema-3-materiales-ceramicos.html https://es.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A1mica#Historia http://www3.vivienda.gob.pe/dgprvu/docs/TITULO_III_EDIFICACIONES/III.2%20ESTRUCTURAS /E.040%20VIDRIO.pdf https://www.youtube.com/watch?v=qG8Zz6IZ0pA