La oxidación en el tratamiento térmico es una preocupación importante debido a su impacto en las propiedades superficiales de los metales.
Se produce principalmente por la reacción de los metales con el oxígeno y otros gases reactivos a altas temperaturas.
Esta reacción da lugar a la formación de capas de óxido en la superficie del metal, que pueden alterar sus propiedades, haciéndolo más duro o más blando.
El grado de oxidación puede intensificarse con las altas temperaturas, que aceleran la velocidad de reacción entre el metal y los gases atmosféricos.
Explicación detallada:
1. Reacción con los gases atmosféricos
Cuando los metales se calientan, se vuelven más reactivos.
La presencia de oxígeno, humedad y otros gases en el aire puede provocar su oxidación.
El oxígeno reacciona con la superficie del metal para formar óxidos metálicos, que pueden cambiar las propiedades superficiales del metal, como su dureza o color.
Esto es especialmente problemático en procesos como el recocido, la sinterización y la soldadura fuerte, en los que es crucial un control preciso de las propiedades del metal.
2. Efectos de las altas temperaturas
La aplicación de calor no sólo hace que el metal sea más reactivo, sino que también aumenta la movilidad de los átomos dentro del metal, facilitando el proceso de oxidación.
Las altas temperaturas también pueden provocar la ruptura de las capas de óxido existentes, exponiendo el metal fresco a una mayor oxidación.
Esta es la razón por la que los procesos a alta temperatura son más susceptibles a los problemas de oxidación.
3. Técnicas de prevención
Para mitigar la oxidación, se emplean varias técnicas:
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Tratamiento térmico al vacío: Al eliminar todo el aire y los elementos reactivos en una cámara de vacío, los metales pueden calentarse sin exponerse al oxígeno u otros gases reactivos. Este método es especialmente eficaz para metales muy reactivos a altas temperaturas, como el titanio.
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Tratamiento térmico en atmósfera controlada: Consiste en sustituir el aire de la cámara de tratamiento térmico por una atmósfera no reactiva, como nitrógeno o argón. Estos gases no reaccionan con el metal, evitando así la oxidación.
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Atmósferas de hidrógeno: El hidrógeno puede reaccionar con cualquier oxígeno presente, por lo que no es reactivo con el metal. Este método es eficaz, pero puede no ser adecuado para todos los metales, especialmente los que reaccionan con el hidrógeno.
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Baños de sales fundidas: Algunos tratamientos térmicos se realizan en baños de sales fundidas no reactivas, que pueden proporcionar un entorno protector contra la oxidación.
4. Impacto en las propiedades del metal
La oxidación puede dar lugar a una capa superficial en el metal con propiedades diferentes a las del material en bruto.
Esto puede dar lugar a un componente cuya dureza u otras propiedades mecánicas no sean uniformes, lo que puede afectar a su rendimiento y durabilidad.
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