Desarrollado en el seno del proyecto MODELAN, el novedoso método tiene como una de sus claves principales el uso de herramientas de simulación, unido al detallado análisis de las características metalúrgicas del componente y de su proceso de fabricación.
El tratamiento térmico de los componentes metálicos es un paso clave para consolidar las propiedades del material y lograr un ciclo de fabricación más eficiente. Para su adecuado diseño es imprescindible conocer su aplicación final y, por consiguiente, las especificaciones finales que el componente debe cumplir, a modo de propiedades mecánicas y microestructurales. Estos aspectos definirán tanto el tipo de tratamiento al que las piezas deben ser sometidas (Normalizado, Recocido, Temple, Revenido, Carburación, …), como las condiciones precisas de dichos tratamientos que, si bien pueden estar sujetos a una norma de fabricación, también pueden presentar cierta flexibilidad en su selección o ajuste.
Como explica el experto en fundición de acero y materiales especiales Fernando Santos, investigador de AZTERLAN, “el tratamiento final de la pieza debe ser diseñado no solo buscando una mayor sostenibilidad y eficiencia en el proceso, sino que es necesario tener en cuenta que un desajuste en el mismo (como por ejemplo, cualquier posible desviación en tiempos o en temperaturas de aplicación), puede tener otros efectos secundarios negativos. Es necesario tener en cuenta el punto de partida del material, asociado a los diferentes procesos y condiciones de fabricación. La metalurgia juega un papel fundamental y todos estos aspectos condicionan la homogeneidad en los elementos químicos presentes y, a su vez, el tratamiento térmico óptimo”.
Así, la metodología desarrollada por el Centro Tecnológico plantea el establecimiento de un punto de partida preciso a nivel microestructural y químico de la pieza, seguido de una combinación de simulaciones de material y proceso que, de forma combinada, permiten diseñar y ajustar el tratamiento térmico óptimo, teniendo en cuenta las características específicas de las piezas.
Entre otros aspectos, la nueva metodología parte de la evaluación de aspectos como la geometría de la pieza, las segregaciones de los diferentes elementos químicos y las condiciones de difusión de estos durante los procesos de conformado y enfriamiento de los componentes. Posteriormente, con el apoyo de herramientas de simulación y predicción que abordan de forma combinada aspectos relacionados con el proceso y el material, se evalúan características esenciales como la formación de fases, las segregaciones de elementos químicos y algunas características mecánicas. Este extensivo estudio preliminar “permite determinar el tratamiento térmico más sostenible y adecuado para conseguir las especificaciones propias del producto final”.
La nueva metodología, denominada TREAT, puede utilizarse para todo tipo componentes metálicos obtenidos mediante procesos de transformación como la fundición, acería, forja o estampación, que requieran de un tratamiento térmico posterior para cumplir con determinadas especificaciones del producto final.
Ejemplo de modelización de un perfil de temperaturas durante el tratamiento térmico de una geometría concreta
El proyecto MODELAN, participado por AZTERLAN, GHI, GUIVISA, EIPC, MIMTECH, RAZYA y SIDENOR, está financiado por el programa HAZITEK del Gobierno Vasco.
