La unión por difusión suele producirse a temperaturas que oscilan entre el 50 y el 70% de la temperatura absoluta de fusión de los materiales implicados. Este proceso implica calentar las superficies metálicas a altas temperaturas, a menudo de hasta 1400 °C (2552 °F), y aplicar presión para garantizar un contacto íntimo entre las superficies. La temperatura exacta para la unión por difusión puede variar en función de los materiales específicos y del resultado deseado. El recocido por difusión suele realizarse a temperaturas entre 1050 y 1250°C durante periodos prolongados para aumentar la fuerza y la resistencia a la corrosión de la unión.
Explicación:
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Rango de temperaturas para la unión por difusión:
- El proceso de unión por difusión requiere que los átomos de las dos superficies metálicas se entrecrucen, lo que requiere altas temperaturas. Estas temperaturas suelen fijarse entre el 50% y el 70% de la temperatura absoluta de fusión de los materiales que se van a unir. Este rango garantiza que los materiales sean lo suficientemente maleables como para permitir la difusión atómica, pero no tan calientes como para fundirse.
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Métodos de calentamiento:
- Las superficies se calientan utilizando un horno o métodos de resistencia eléctrica. El objetivo es alcanzar la temperatura requerida, que puede ser de hasta 1400 °C (2552 °F) para determinados materiales. Esta alta temperatura es crucial para activar el proceso de difusión, en el que los átomos se desplazan de zonas de alta concentración a zonas de baja concentración, lo que finalmente da lugar a una unión fuerte.
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Aplicación de presión:
- Junto con el calor, se aplica presión a los componentes mediante una prensa hidráulica o pesos muertos. Esta presión garantiza que las superficies estén en estrecho contacto, lo que es esencial para que la difusión atómica se produzca eficazmente. A menudo se utilizan dispositivos para mantener este contacto estrecho durante todo el proceso de unión.
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Recocido por difusión:
- El recocido por difusión es una técnica específica utilizada para eliminar las inhomogeneidades o diferencias de concentración dentro del material. Este proceso se lleva a cabo a temperaturas muy elevadas (de 1050 a 1250°C) y durante periodos prolongados (hasta 50 horas). Por ejemplo, las uniones soldadas a base de níquel suelen someterse a un recocido por difusión a unos 1.000 ºC para desplazar la concentración de metaloides en el material de soldadura hacia el material base, mejorando así la solidez y la resistencia a la corrosión de la unión.
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Consideraciones medioambientales:
- Para evitar la oxidación, que puede afectar negativamente al proceso de unión, los hornos de tratamiento térmico suelen funcionar al vacío. Este entorno controlado garantiza que las superficies permanezcan limpias y libres de contaminantes que puedan dificultar el proceso de difusión.
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Sinterización y difusión:
- En la sinterización, que a menudo implica una amplia difusión, el requisito de temperatura suele ser alto, a menudo superior al 60% de la temperatura de fusión (0,6Tm). Esta alta temperatura impulsa el proceso de difusión, cuyo objetivo es reducir la superficie y la curvatura local, reforzando así la unión.
En resumen, la unión por difusión es un proceso preciso que requiere un control cuidadoso de la temperatura y la presión para garantizar la intercalación efectiva de átomos entre dos superficies metálicas. Las temperaturas específicas pueden variar, pero por lo general se sitúan dentro de un rango que es una fracción significativa de los puntos de fusión de los materiales, lo que garantiza la movilidad atómica necesaria para la unión sin provocar la fusión de los materiales.
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