la revista de los profesionales de los tratamientos ... - Metalspain

MAYO-JUNIO 2012 - N.º 131AlbertDirectorDavid VarelaPublicidadPabloAdministraciónJosé María Palacios1991-2008RedacciónCOLABORADORESJuan Martínez ArcasJordi TarteraManuel A. Martínez BaenaC/ CID, 3 - P228001 MADRIDTEL 915 765 609www.metalspain.comrevistas@metalspain.comPor su amable y desinteresada colaboraciónen la redacción de estenúmero, agradecemos sus informaciones,realización de reportajesy redacción de artículos, a lascompañías que han colaborado.TRATAMIENTOS TÉRMICOS apareceseis veces al año. Los autoresson los únicos responsables de lasopiniones y conceptos por ellos emitidos.Queda prohibida la reproduccióntotal o parcial de cualquiertexto o artículos de TRATAMIENTOSTÉRMICOS sin previo acuerdo conla revista.EDITORIAL ................................................................................................................................. 2Las Informaciones ...................................................................................................... 4Borel crece y se instala en Hauterive (Neuchâtel) y Cantón (China) • Audi: nueva fábricaen México • Granulo: Duraço de Brasil • México tiene un nuevo récord en exportaciónde autos • PYRADIA: Hornos industriales para aluminio 1200ºF (650ºC) • Crecela producción de automóviles en México • Amplia gama de hornos y secadoras SchreuderGieterij Techniek • Francesco Maione: nuevo director general de Carburos Metálicos• Nuevo termómetro infrarrojo versátil con conexión al servidor web o ethernet •Proquimia publica su primera memoria de sostenibilidad • El Romer Absolute Armahora con una precisión hasta un 23% mayor • Talgo, premio Diamante de las Compraspor su proyecto junto a Lowendalmasaï en KazajstánARTÍCULOSDossier hornos.................................................................................................................... 14Bautermic. Algunas ideas sobre: tratamientos superficiales, tratamientos térmicosy acabados industriales.................................................................................................... 16Los rodamientos especiales, un factor clave para mejorar la eficiencia productivasegún Brammer .............................................................................................................. 19La dilatometría y el diseño y simulación de tratamientos térmicos ................................... 21Uso de las técnicas de proyección térmica para la obtención de recubtimientos a partirde polvos nanoestructurados ......................................................................................... 28Cambios en el comportamiento tribológico de aceros inoxidables mediante tratamientosdúplex............................................................................................................................. 34GUÍA .................................................................................................................... 38SERVICIO LECTOR ......................................................................................... 40En portada de TRATAMIENTOS TERMICOS:Pág.EDITACAPITOLE PRESSDISEÑOAPMMAQUETACIÓNMFC - Artes Gráficas, S.L.IMPRESIÓNMFC - Artes Gráficas, S.L.Depósito legal: M. 11.224-1991ISSN: 1132 - 0346TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012 1

TT. INFORMACIONESBOREL CRECE Y SE INSTALA ENHAUTERIVE (NEUCHÂTEL) YCANTÓN (CHINA)Borel Swiss (NE).Como parte de su desarrollo, el fabricantede hornos industriales y hornosde Borel suiza LTD crece y se asientaen el Innoparc Hauterive con 2000 m 2para el mejor ajuste de su negocio. Laantigua fábrica de San Blas fue puestoen venta.Por otra parte, para apoyar su desarrolloen Asia, Borel se trasladó a unasnuevas instalaciones cerca de Cantónen China.Horno basculantehorno de1050 ° C.Borel Asia (CN). Horno camara de 1100 ° C. Horno cámara 1250° C.

TT. INFORMACIONESAutoclave con la protección de gas de 650° C.Borel, fundada en 1927 por CharlesBorel, es el más antiguo fabricante dehornos industriales en Europa. BorelSuiza SA ofrece una línea completa dehornos y hornos de más de 300 modelosestándar de laboratorio y la industria,incluyendo cerca de 50 modelosque e pueden ver en la sala de exposiciónde Hauterive.Servicio Lector 1AUDI: NUEVA FÁBRICA ENMÉXICOLa planta será diseñada para armar elQ5, el nuevo vehículo deportivo utilitariode la automotriz, a partir del 2015.VW originalmente quería expandir suplanta en Estados Unidos en Chattanooga,Tennessee, que abrió hace sóloun año, para hacer espacio para laproducción de vehículos Audi.Servicio Lector 2GRANULOS : DURAÇO DEBRASILLos gránulos Duraço de Brasil fabricay comercializa productos respetuososdel medio ambiente en el campo detratamiento térmico.Somos una empresa que tiene comoobjetivo Duraço El futuro de Brasil,mantener la calidad y reducir los impactosambientales.Nuestros Productos:- Carbón duro 300 (protección deProceso de descarburación)- Bolitas agentes de protección en uncuadro, utilizando los procedimientosconvencionales de tratamientostérmicos en medios sólidos.Es especialmente adecuado para laprotección de las piezas producidasen acero, aleaciones especiales y fundiciones,que están sujetos a un tratamientotérmico de alivio de la tensióntemple, normalizado, recocido y esferoidizaçãocompleto, para garantizarla calidad de los procesos y asegurarel logro de las propiedades deseadas.Carbón duro 310 (proceso decementación)Se emplea en el tratamiento de acerosal carbono y de baja aleación con cementaciónprofundidad entre 0,5hasta 1,8 mm, o acero al cromo-manganesoy cromo-níquel desea profundidadesdonde no más de 0,6 mm.310 granuló con un diámetro deaproximadamente 4,5 a 5,5 mm.312 duros de carbono (proceso decementación)El producto es una cementación súperactivado es ideal para el tratamiento dela aleación de cromo-níquel, así comoen la mejora de acero bajo en carbonoque se requiere gran profundidad de carburación,del orden de 1,8 a 2,5 mm dediámetro cerca de 3,5 mm.Durolimp (Proceso de la parte delimpieza)El Durolimp gránulos se desarrolló deacuerdo a la necesidad del mercadopara ayudar en la limpieza y el bañode sal neutra. La obra trata de un tratamientonormalmente consiste en impurezasen el exterior, estas impurezasdebilitar el poder de la bañera y lavida cementante de las sales (cianuros).En este proceso, los gránulos decarbono es absorbido por las impurezasen el interior del crisol del hornode completar el baño de limpieza.Duraço K -20 (proceso denitruración)El granulado Duraço K-20 es un poderosoagente de nitruración (nitruración)en efectivo, que utiliza el tratamientotérmico convencional enmedio sólido.El Duraço K-20 es un nuevo productoy su proceso de fabricación ha sidoplenamente investigado y desarrolladoen Brasil, con tecnología y sofisticadoscontroles que garanticen la producciónde una composición, tamañode partícula, la composición químicay la porosidad micro garantizar unapenetración homogénea de nitrógenoy carbono en la superficie de la piezade trabajo.El DURAÇO, en la realización de suactividad en la fabricación de productosy comercialización en la industria,el tratamiento térmico secompromete a:Desarrollar un trabajo de la satisfacciónmutua con los clientes y proveedores ygarantizar la competencia de sus empleadosy la conciencia de la importanciade la calidad en sus actividades.Producir y suministrar productos decalidad para cumplir o exceder la satisfaccióndel cliente, proporcionandoadecuados de atención de las necesidadesy expectativas de cada cliente.Servicio Lector3MÉXICO TIENE NUEVORECORD EN EXPORTACIÓN DEAUTOSEl 2011 fue el año en que las ventas alexterior de automóviles, autopartes yotros vehículos motorizados regresa-6 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

TT. INFORMACIONESron a dominar entre las exportaciones, al alcanzar 18por ciento de la participación del total, un nuevo récord.México tiene nuevo record en exportación de autosEl año pasado, con ventas por 62 mil 900 millones dedólares, las exportaciones de estos productos fueron lassegundas más vendidas por el país, sólo por debajo demaquinaria eléctrica y electrónica, según datos delBanco de México (Banxico).Bruno Ferrari, secretario de Economía, explicó que elsector automotriz está teniendo un auge importante graciasa las condiciones estructurales del país, como la situacióngeográfica, las ventajas comerciales por acuerdosy reducción arancelaria y los procesos dedesregulación.Adelantó que además de las inversiones que se han registradoeste año, en los próximos meses se espera laconfirmación de dos a cuatro grandesanuncios en proyectos dentro del sector. "Las ventajasque tiene México en materia de logística, la mano deobra y la red de acuerdos comerciales estuvieron el añopasado en su mejor nivel, al grado que algunas inversionesque se hicieron en el país se decidieron por la excelenciaen la capacidad exportadora que existe", explicóCarlos Casas, jefe de la unidad de promoción deexportaciones de Proméxico.Recordó que se fortaleció la industria de exportaciónmediante clusters especializados, que se ubican enAguascalientes, Guanajuato y Coahuila, entre otros estados."La automotriz ha servido para impulsar a otras industriasy de esta manera elevar la producción nacional, locual es conveniente", opinó Juan Manuel Chaparro,presidente de fomento del sector metalmecánico de Canacintra.En orden de importancia, los principales productos deexportación son vehículos tipo turismo, autopartes,tractores y remolques.El año pasado destacó porque otros destinos de exportacióncomenzaron a adquirir gran relevancia, como esel caso de Brasil, que en 2005 apenas tenía 0.2 porciento del total de participación y en 2011 ya tenía 8.75por ciento. Sin embargo, Estados Unidos siguió siendoel principal destino de exportación.El resto de los mercados de América del Sur han experimentadoun crecimiento similar, al ir ganando terrenoen las ventas de automóviles mexicanos.Servicio Lector 4TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

TT. INFORMACIONESPYRADIA : HORNOINDUSTRIALES PARAALUMINIO 1200°F (650°C)PYRADIA ha desarrollado la másavanzada gama de hornos de templadopara el tratamiento térmico delaluminio. Estos hornos, que incluyenun aislamiento de calidad superior, unsistema de control y un mecanismoelevador, son de los más eficaces yfiables del mercado.Construcción robustaLos hornos de templado Pyradia estándiseñados para un uso intensivo ycontinuo hasta 1.200°F (650°C). Lossistemas de carga y de temple están totalmenteautomatizados por PLC. Elsistema de cabrestante electromecánicoa doble velocidad permite la aceleración/desaceleracióndel descensode la carga, y se ha comprobado quees más fiable y resistente que los sistemasneumáticos utilizados habitualmente.Aislamiento superiorEl aislamiento consiste en módulos defibra de cerámica de 6” de grosor.Este material de alta eficacia asegurauna pérdida y un almacenamiento decalor mínimos que permiten reducir elciclo de calentamiento y ahorrarenergía. A diferencia de las capas delana, los bloques de cerámica tienenuna gran resistencia a la abrasión causadapor la alta velocidad del aire.Esta configuración es extra-duradera yrequiere muy poco mantenimiento.Mejor uniformidad de temperatura enel mercadoLos elementos tubulares calentadoresde baja densidad se distribuyen uniformementeen los conductos de airepor todas partes de la zona de trabajo.Los ventiladores de alta eficacia, localizadosen el plenum superior, procuranun potente flujo de aire vertical,que pasa uniformemente a través de lazona de trabajo. De hecho, la uniformidadde temperatura a través de lazona de trabajo es de ± 9°F (o ± 5°F,cuando sea necesario), a cualquiertemperatura, incluso durante la subidade temperatura. Con estas funcionesexcepcionales, nuestros hornos detemplado satisfacen las exigenciasmás estrictas. Pueden utilizarse tambiéna temperaturas más bajas para elenvejecimiento del aluminio.Características- Calentamiento con electricidad ocon gas.- Aislamiento de módulos de bloquesde fibra de cerámica.- Deflector de aire en acero inoxidable.- Puerta deslizante o basculante.- Sistema de cabrestante electromecánico.- Ventilador de recirculación de altovolumen de acero inoxidable.- Puertas con manejo neumático.- Depósito instalado sobre un carromóvil con carril.- Elementos calentadores y ventiladorde circulación con transmisión porcorrea, en una cámara protegida allado y encima del espacio de trabajo.- Capacidad de carga de 2.000 lbs.para los modelos estándares.- Uniformidad de temperatura de ±9°F a cualquier temperatura (de300°F a 1.200°F).- Temple en menos de 7 segundoscuando el horno está equipado conuna puerta deslizante, y en menosde 3 segundos cuando las puertasson basculantes.Opciones- Bomba para recirculación coninyector de alta velocidad.- Calentador de inmersión con termostatode control y depósito aislado.- Sistema de refrigeración con depósito.- Carro accionado eléctricamente condetectores de posición.- Uniformidad de temperatura de± 5°F.Servicio Lector 5CRECE LA PRODUCCIÓN DEAUTOMÓVILES EN MÉXICOLa producción de automóviles estácreciendo, así, con el volumen delaño hasta la fecha de mayo, a1.148.175, un 12,5% respecto al añopasado. El automóvil es el más grandesector de la industria de México, conmás de 1.100 empresas de fabricaciónde nivel 1 que operan en el territorio,incluyendo multinacionales comoDelphi, Magna, Visteon, JohnsonControls y muchos otros.Se convirtió en el mayor proveedor deautopartes a los Estados Unidos en2008, con 11 de cada 100 cochesvendidos en los EE.UU. hechos enMéxico. La producción de automóvilesen México se espera que alcance2,4 millones de unidades anuales en2014, cuando representarán el 18%de la fabricación del PIB de México.Los bajos salarios de México, con unpesos competitivo y la fuerte alza delos envíos de automóviles a losEE.UU. - que compra el 80 por cientode sus exportaciones, han aumentadola competitividad de fabricación durantela última década mientras quelos costos laborales en China y Japónhan aumentado.Servicio Lector 6AMPLIA GAMA DE HORNOS YSECADORAS SCHREUDERGIETERIJ TECHNIEKLe ofrecemos una gama amplia de hornosy secadoras y será sólo cuestión desu elección si es un producto de nuestraoferta estándar o un producto hechoTRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 20129

TT. INFORMACIONESa medida de sus necesidades. En cualquiercaso, se trata de un equipamientoque no sólo cumple con las normas europeas,sino también con las expectativasjustificadas de los clientes de unode los mayores productores europeosdel sector. Tenemos una larga experienciaen el ámbito de producción dehornos y secadoras. Con mucho gustole aconsejaremos en nuestro departamentode ventas para que pueda elegirel horno más adecuado para cualquieraplicación. Nuestro propio equipo detécnicos de servicio garantiza el mantenimientode nuestros productos. En laactualidad nuestro objetivo no es tansólo estabilizar nuestra posición en losmercados, donde nuestros productosya son conocidos, sino que tambiénbuscamos socios en nuevos territorios.La exportación representa hasta 70%de nuestra producción total.Ofrecemos una amplia gama de productos:• Hornos y secadoras para cerámicaprofesionales.• Hornos y secadoras hobby.• Hornos y secadoras para vidrio.• Hornos y secadoras para laboratorios.• Hornos para la fundición.• Hornos para tratamiento térmico demetales.• Hornos para fábricas de goma, plásticosy tratamientos de superficie.• Hornos continuos, secadoras yproyectos a medida.• Líneas universales de cementación yde templado.• Reguladores.• Elementos de medición y regulación.• Reconstrucción de hornos y secadoras.• Cartuchos y elementos de calefacción.• Hormigones y materiales refractarios.Utilización de nuestros productos:• Cocción y procesado de cerámica,porcelana y esmaltes.• Producción y procesado de vidrio ydecoraciones, por ej. fusión, enfriamiento,doblado, fundición ...• Producción y procesado de esmaltes.• Aplicaciones de laboratorio.• Producción de joyas.• Fundición de metales no férreos.• Precalentamiento antes de conformadoy forja.• Tratamiento térmico y térmico-químicode aceros, por ej. temple, revenido,recocido, cementación, nitridación....• Tratamiento térmico de aluminio ysus aleaciones, por ej. recocido porsolubilización, envejecimiento artificial....• Tratamiento térmico de otros metales.• Secado de eléctrodos de soldadura.• Pruebas Burn-in de elementos eléctricos.• Tratamiento térmico de plásticos,goma, caucho y poliuretano.• Endurecimiento de materiales compuestos.• Tratamiento térmico para los acabadosde superficie.• Revestimiento de calderas con hormigónrefractario.Servicio Lector 7FRANCESCO MAIONE: NUEVODIRECTOR GENERAL DECARBUROS METÁLICOSLa trayectoria de Maione ha estadovinculada tanto a Air Products a nivelinternacional como a Carburos Metálicosa nivel nacional.Carburos Metálicos anuncia el nombramientode Francesco Maione comodirector general de la compañía en España.Maione será, de esta manera, elresponsable del crecimiento y la rentabilidadde la actividad de gases industrialesen España y Portugal en lospróximos años.La compañía de gases Carburos Metálicos,constituida en 1897, perteneceal grupo multinacional Air Products yes líder en el sector de gases industrialesy hospitalarios. Carburos Metálicos,que produce y comercializa gasesindustriales y de alta pureza, comercializaademás las tecnologías y equipospara sus aplicaciones. Sus ámbitosde actuación son tan diversos como laalimentación, la construcción, el ocioo la investigación. Su división CarburosMédica, activa en el área de salud,desarrolla proyectos para el suministrode gases y servicios a hospitales e instalacioneshospitalarias, que siguesiendo un segmento clave para eléxito de la compañía.La compañía es un referente en el desarrollode nuevos procesos y productossostenibles, a través de su participacióncon el centro de investigacióninternacional MATGAS. Carburos Metálicostrabaja, a través de este centro,en proyectos de I+D con clientes nacionalesa los que aporta solucionesen áreas como energía, medio ambientey sostenibilidad.“España sigue siendo uno de los mercadosclave para nuestro negocio. A lolargo de nuestra historia siempre hemossido una fuente de innovaciónpara nuestros clientes, ayudando aimpulsar la industria en toda España”,comenta Maione. “Nuestro país tienecomo objetivo la recuperación de laestabilidad económica y nosotros queremosser clave desempeñando un papelimportante en el fortalecimientode las industrias de toda España, a travésde nuestra comprensión global delos mercados locales y de las necesidadesde nuestros clientes“.Francesco Maione se unió a Air Productsen 1998 como Analista Finan-10 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

TT. INFORMACIONESciero del negocio Europeo de TonnageGases, con sede en Reino Unido. En elaño 2000 pasó a ocupar el cargo deDirector Financiero de la División deElectrónica en España, con responsabilidaden la gestión y en el análisis financieroen Europa y Oriente Medio.En 2002, Maione se unió a la DivisiónMédica como Director de Análisis deDesarrollo de Negocio Europeo,donde, entre otros logros, llevó a cabola adquisición de empresas en ReinoUnido, Francia y Alemania por valorde 100 millones de dólares. En 2004se convirtió en Director Europeo deOperaciones en la División Médica,antes de asumir la responsabilidad dela cadena de suministro en ReinoUnido e Irlanda dos años más tarde.Sobre Carburos MetálicosCarburos Metálicos se constituyó en1897. Desde entonces ha registradoun crecimiento constante que le hallevado a liderar el sector de gases industrialesy de uso medicinal en España.La empresa cuenta con unequipo de más de 1.000 profesionales,15 plantas de producción, 2 laboratoriosde gases de alta pureza, 41 centrospropios y más de 200 puntos dedistribución y delegaciones repartidospor todo el territorio nacional. CarburosMetálicos forma parte del GrupoAir Products desde 1995. Para más informaciónsobre Carburos Metálicosvisite: www.carburos.com.Sobre Air ProductsAir Products (NYSE:APD) suministragases atmosféricos, procesados y especiales;materiales de alto rendimiento;equipamiento y tecnología.Durante más de 70 años, la compañíaha permitido a sus clientes ser másproductivos, eficientes y sostenibles.Más de 18.000 empleados en más de40 países suministran soluciones innovadorasen energía, medioambiente ymercados emergentes. Esto incluyemateriales semiconductores, plantasde hidrógeno, gasificación de carbón,licuefacción de gas natural, recubrimientosavanzados y adhesivos. En elaño 2011, Air Products obtuvo unosingresos de 10.000 millones de dólares.Para más información, visitewww.airproducts.comServicio Lector 8NUEVO TERMOMETROINFRARROJO VERSATIL CONCONEXIÓN AL SERVIDORWEB O ETHERNETEl nuevo rango de productos SOLOnetde Land Instruments Internationalofrece una flexibilidad sin precedentessobre la manera de instalar, configurary monitorizar termómetros infrarrojos.Incorporando la tecnología digital,SOLOnet ofrece un buscador web integraly conexión Ethernet para poderinstalar termómetros remotamente,desde un ordenador, portátil o de sobremesa,sin la necesidad de un especialistaen software y puede conectarsey monitorizarse en la red internade la empresa.Cuando se ha terminado la configuración,el PC puede desconectarse, dejandoal termómetro funcionar comoun equipo independiente.SOLOnet puede ser consultado remotamenteen cualquier momento y desdecualquier ubicación vía Ethernet o utilizandoInternet Explorer, Netscape ocualquier otro buscador web estándar.Para procesos donde se requieren muchasmedidas de temperatura, puedenconectarse varios termómetros conmúltiples configuraciones diferentes.Se accede a la configuración de cadatermómetro por su dirección IP únicaque permite el control de datos enpantalla, utilizando menús desplegablesy otros dispositivos.Las funciones de Pico, Promedios yTrack & Hold son también configurablespor el usuario, existiendo dos salidasde alarma, que pueden asociarsecon cualquiera de las dos de cincoalarmas generadas internamente.Las ópticas son fijas pero con campode visión variable. Pueden enfocarse a250 mm, 500 mm, 1000 mm o infinitocambiando la posición del soporte dela lente y de 3 espaciadores de diferentescolores para su mejor identificación.Diámetro mínimo 2,5 mm a250 mm.Todos los modelos tienen una ventanade protección de zafiro, que los haceaptos para aplicaciones industriales ligerasy medianamente hostiles.Hay cuatro modelos dentro de lagama, que operan en longitudes deonda a elegir para satisfacer una ampliavariedad de aplicaciones: SN11(1µm) para medidas entre 550 y 1750ºC(metales y vidrio); SN21 (1.6 µm) –250 a 1300ºC (procesos del metal);SN51 (5µm) – 200 a 1100ºC (idealpara la industria del vidrio); y SNR1 –700 a 1750ºC (2 colores ratio).Otra característica del SOLOnet es laposibilidad de ajustar el rango de temperaturatan pequeño como 50ºCdentro del rango de trabajo del termómetro,para una salida más precisa.Los termómetros y conectores tienenprotección IP65 y están disponiblescon un amplio rango de accesorios opcionalespara protegerlos en ambientesextremos, tales como camisa de protecciónpara refrigeración por aire o agua,soporte para purga de aire y la opciónde brida de montaje de 1 y 2 ejes.Servicio Lector 9TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201211

TT. INFORMACIONESPROQUIMIA PUBLICA SUPRIMERA MEMORIA DESOSTENIBILIDADProquimia, multinacional dedicada ala fabricación y comercialización deespecialidades químicas aportandosoluciones integrales para el sector industriale institucional, refuerza unavez más su carácter responsable y sumirada hacia las generaciones futuras,presentando su primera Memoria deSostenibilidad.Esta memoria ha sido elaborada en elmarco del programa “tRanSparÈncia”,impulsado por el “Consell General deCambres de Catalunya” con el soporteeconómico del SOC de la “Generalitatde Catalunya” y del Fondo Social Europeo,y el soporte técnico del “GlobalReporting Initiative” (GRI), quepretende impulsar la incorporación depolíticas de responsabilidad social a lolargo de la cadena de suministro de lasempresas.Después de la implantación del sistemade gestión medioambiental bajola norma ISO 14001 en el año 2001, yun sistema de gestión de los riesgos laboralesbajo la norma OSHAS BS18001 en el año 2005, esta memoriallega con el objetivo de informar y hacerpartícipes a los grupos de interésacerca del desarrollo sostenible denuestra empresa y del impacto económico,social y medioambiental denuestras actividades, estableciendo lasbases y el camino que marcará el futurode la empresa.Servicio Lector 10EL ROMER ABSOLUTE ARMAHORA CON UNA PRECISIÓNHASTA UN 23% MAYOREl brazo de medición portátil de HexagonMetrology ha sido revisado yofrece mayor precisión y la nueva tecnologíaSmartLock.El ROMER Absolute Arm es ahorahasta un 23% más preciso en comparacióna las versiones anteriores. Convalores de repetibilidad de puntos de0,016 mm, el ROMER Absolute Armes el brazo de medición portátil máspreciso que Hexagon Metrology ha fabricadohasta la fecha. Está disponibleen siete longitudes diferentes, desde1,5 m a 4,5 m. “Gracias a las mejorasde diseño, la nueva versión permiteespecialmente a los tipos de brazo largosalcanzar unas precisiones significativamentemayores que antes”afirma Pirmin Bitzi, Product Managerpara Brazos de Medición Portátiles.Con el nuevo ROMER Absolute Arm,Hexagon Metrology también presentaSmartLock. Este mecanismo de bloqueo,mantiene sin peligro el brazo ensu posición de reposo para una seguridadañadida. Además, los usuariospueden bloquear el brazo en cualquierposición intermedia para la mediciónen espacios estrechos.Hexagon Metrology también presentauna nueva variante de ROMER AbsoluteArm específica para aplicacionesde inspección de tubos. Estos brazosde inspección de tubos ROMER presentanun volumen de medición de2,5 o 3,0 m, un amortiguador de gasespecial y un soporte de medición detubos para hacer que la medición detubos y mangueras sea lo más sencillaposible.RomerROMER ha dado origen al brazo demedición portátil, fabricado por primeravez en 1986 en Montoire, Francia.El avance tecnológico, la experiencia,la exigencia constante decalidad en la fabricación de brazos yla presencia internacional son losprincipales puntos fuertes de ROMER.ROMER tiene otros productos como elpalpador de escaneo para ingenieríainversa y el palpador sin contacto parael fresado de la materia prima.Hexagon MetrologyHexagon Metrology forma parte delgrupo Hexagon AB y cuenta con marcasde metrología líderes como Brown& Sharpe, Cognitens, DEA, Leica Geosystems(la división de metrología),Leitz, m&h Inprocess Messtechnik,Optiv, PC-DMIS, QUINDOS, ROMERy TESA. Las marcas de Hexagon Metrologyrepresentan una base mundialsin rival de millones de CMMs, de sistemasde medición portátiles, de instrumentosmanuales y de decenas demiles de licencias de software de metrología.Hexagon Metrology ayuda asus clientes a controlar los procesos defabricación que se basan en la precisióndimensional, garantizando quelos productos que se han fabricadocon precisión son conformes al diseñodel producto original. Las gamas demáquinas, sistemas y software de la12 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

TT. INFORMACIONEScompañía se complementan con unaamplia variedad de servicios de soporte,post-venta y de valor añadido.Servicio Lector 11TALGO PREMIO DIAMANTE DELAS COMPRAS POR SUPROYECTO JUNTO ALOWENDALMASAÏ ENKAZAJSTÁNGana en la categoría “Estrategia” porsu proyecto para el establecimientode la cadena de suministro de unaplanta de fabricación de trenes eneste país.Cristina Bodega y Manuel Schroll.La Asociación de Profesionales decompras, contratación y aprovisionamientos,AERCE, ha concedido aTalgo y Lowendalmasaï el premioDiamante de las Compras en la categoríade “Estrategia” por su proyectoconjunto para el diseño y configuraciónde la cadena de suministro deuna de la planta de ensamblado detrenes en Astaná, capital de Kazajstán.El fabricante de trenes español anuncióen 2010 la firma de varios contratoscon la compañía de FerrocarrilesKazajos (KTZ) para la entrega de nuevostrenes y sustituir progresivamentepor modernos coches Talgo los actuales3000 coches de pasajeros que circulanpor el país asiático. Los acuerdosentre ambas compañíascontemplaban la construcción de unafábrica de trenes en la capital del país,Astaná, con el doble objetivo de impulsarla industria local y de garantizartransferencia del know-how españolal país asiático. Para afrontar el reto,Talgo eligió a la consultora Lowendalmasaïcomo partner estratégico en eldiseño y optimización de la cadena desuministro de la nueva planta de ensamblajeen Astaná, valorando la demostradacapacidad de la consultoraen la implementación de proyectos internacionalesy su experiencia en paísesen desarrollo.Por sus características, este proyectopermitía establecer un ambicioso objetivode ahorro en los materiales, porla involucración de proveedores enpaíses low-cost cercanos a Kazajstán ycon tradición en la industria ferroviariacomo son Rusia y China. Teniendoen cuenta todos estos factores y lacomplejidad del proyecto, AERCE haquerido reconocer el proyecto con elpremio Diamante de las Compras enla categoría de Estrategia.Cristina Bodegas, Senior Buyer deTalgo y Responsable de Compras delproyecto, recogió el premio Diamantede las Compras junto a Manuel Schroll,Senior Project Leader de Lowendalmasaï,durante la ceremonia de entregaIII Edición de los Premios AERCEque contó con la presencia de numerososprofesionales del sector. Otrosproyectos también premiados otrascategorías se han puesto en marcha enlos departamentos de Compras de AirbusMilitary, Mann + Hummel, Danone,Repsol, Ifema, Ayuntamiento deBarcelona, Gestamp y FCC.Sobre TalgoTalgo ha dedicado desde sus inicios,grandes esfuerzos e inversiones enI+D+i obteniendo como resultado quesus trenes circulen no sólo por las víasEspañolas sino también en múltiplespaíses fuera de nuestras fronteras.Prueba de ello es que recientementese ha obtenido la adjudicación de laconstrucción y el mantenimiento delos trenes que circularán en la Líneaentre Medina-La Meca en ArabiaSaudí.Desde 2007 la empresa se encuentraen pleno proceso de internacionalizacióny gracias ese esfuerzo está recogiendonumerosos frutos con importantescontratos en Kazajistán,Uzbekistán, EE.UU., Rusia y ArabiaSaudí. El 83% de los nuevos contratosrecibidos por Talgo en 2010 provinierondel mercado internacional.La estrategia de la empresa es continuarcon este proceso, crecer en el negociode mantenimiento, diversificarlos productos y seguir siendo lideresen tecnología ferroviaria en España.Acerca de LowendalmasaïLowendalmasaï es una consultoraoperacional especializada en la optimizaciónde costes empresariales mediantela implementación de diferentesmedidas estratégicas. Sus serviciosse agrupan en torno a cuatro pilares:costes y compras estratégicas, gestióndel cash-flow, fiscalidad internacionaly financiación de la innovación.Como consultora 100% orientada a laconsecución de resultados, Lowendalmasaïgarantiza a sus clientes el retornode la inversión con un modelode negocio que vincula una parte desu remuneración al éxito alcanzadomediante sus soluciones de optimizaciónde costes.Lowendalmasaï opera en más de 30países de los 5 continentes y se ha ganadola confianza de más de 1500clientes de todo el mundo; la mayorparte de ellos son empresas que integranlos índices del IBEX 35, CAC 40 yel FTSE.Servicio Lector 12TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201213

DOSSIER HORNOSAFC-HOLCROFTALD VACUUMTECHNOLOGIES GMBHAPPLITECARROLAAXRONSWISSTECHNOLOGYBAUTERMICCIEFFEDEMIGEBNERECM TECHNOLOGIESECLIPSEEMISONENTESISFORNS HOBERSALFUCHSGRUPO PIROVALGRUP SOLERHINGASSAHI-TECHORNOS DEL VALLESHornos de temple x x x x x x x x x x x x xHornos de Revenido x x x x x x x x x x x x xHornos de cementación x x x x x x x x x x x xHornos de nitruración x x x x x x x x x x xHornos de vacío x x x x x xHornos de campana x x x x x x x xHornos de pote x x x x x x x x xHornos de cinta x x x x x x x x x xHornos de sales x x x x x x x xHornos de laboratorio x x x x x x x xHornos intermitentes de solera móvil x x x x x x x x xHornos intermitentes de solera fija x x x x x x x x xHornos con atmósfera controlada x x x x x x x x x xHornos continuos x x x x x x x x x xHornos de inducciónHornos de soldadura x x x x x x x x xEstufas de convección x x x x x x xOtros hornos: x x x x x x x xQuemadores x x x x x xResistencias x x x x x x x xControl, Medida, Regul., Metrologia x x x x x x X x x xAsistencia técnica x x x x x x x xAceites, polímeros, fluidos x x x xRefractarios, tubos radiantes,rodillos, parrillas, muflas... x x x x x xAtmosferas x x x x xFecha de creación de su compañía : 1962 2000 2005 1928 1957 1943 1975Ventas totales 2007 ( aprox.) 2 M Euros 40 M 1,1 MEurosEurosNúm. de empleados de su empresa: 125 12 180 67 14 15Unos fabricantes de Hornos han enviado su Cuestionario después del cierre de este número de TRATAMIENTOS TERMICOS. Se publicarán14 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

HORNOS GALLURHORNOSINDUSTRIALES PUJOLHOTHUETTINGUERHWGINSERTECINTERBILIPSENKANTHALKROMSCHROEDERLOESCHEMAXONMCGNABERTHERMNAKALNEW BORELONDARLANPROYCOTECMESA DE HORNOSAUTOMÁTICOSSECO / WARWICKSOLOTECRESATECNYMATTHERMIC SERVICEx X x x x x x x x x x X x xx X x x x x x x x x x X x xX x x x x x x x x x X x xX x x x x x x x x X x xx x x x x xX x x x x x X x xX x x x x x x X x xX x x x x x X x xX x x x x x X x xx X x x x x x x x X xx X x x x x Xx X x x x x xX x x x x x x x x x x xX x x x x x x x x x xx x x x xX x x x x x x x xX X x x x x x xX X x x x x x x x x x xX x x x x x x x x xX x x x x x x x x x xX X x x x x x x x x xX X x x x x x x x x xxxX x x x x x x x x x x x xX x x x1941 1911 1980 1996 1932 2004 1992 1927 1943 200020 M 2,5 M 25 M 8 M 10 M 15 MiEuros Euros Euros Euros Euros Euro30 100 10 100 200 30 50estos cuestionarios en nuestro proximo número, junto con un importante dossier sobre los hornos de vacío.TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201215

BAUTERMICALGUNAS IDEAS SOBRE: TRATAMIENTOS SUPERFICIALES, TRATAMIENTOSTÉRMICOS Y ACABADOS INDUSTRIALESEn toda empresa de fabricación o transformación en laque intervengan diferentes tipos de piezas compuestaspor: metales, plásticos, cerámica, vidrio, madera, etc...,dentro de sus procesos de transformación se precisa utilizaruno o varios Tratamientos, bien sea para endurecer,ablandar, pulir, lavar, desengrasar, pintar, etc... Para ellose hace necesario tener que utilizar algunas instalaciones,que pasamos a enumerar en tres áreas básicas:1) LAVADO Y DESENGRASE Y TRATAMIENTO DESUPERFICIES.Se trata de máquinas LAVADORAS INDUSTRIALESMULTIFUNCIÓN diseñadas para tratar todo tipo de piezasde decoletaje, mecanizadas, forjadas o embutidas,pequeñas y grandes, de formas simples o complejas, cargadascon altos niveles de impurezas, polvo, grasas,aceites, virutas, etc...Estas máquinas operan por aspersión de líquidos desengrasantes,con sistemas de duchas fijos o bien móviles ya diferentes presiones, también trabajan por inmersióncon o sin aplicación de ultrasonidos y agitación de lacarga, dependiendo del grado de suciedad de la misma ocuando la geometría de las piezas a desengrasar sea muyirregular.Estas máquinas pueden ser: Estáticas, lineales, rotativas,de tambor, etc... y pueden estar preparadas para realizardiferentes TRATAMIENTOS SUPERFICIALES: programasde lavado, aclarado, pasivado, fosfatado, secado, etc…Todo ello en una misma máquina con diferentes ciclos oetapas, sin necesidad de tener que manipular las piezasdurante los procesos intermedios.Se construyen con aislamientos térmicos y acústicos, vanequipadas con niveles automáticos de reposición, aspiradoresde vahos, desaceitadores, filtros, dosificadoresde detergentes, ultrasonidos y demás complementos. Afin de conseguir una mayor facilidad de maniobra, ungran ahorro en mano de obra, un menor consumo deenergía y muy poco gasto en productos de limpieza.2) HORNOS Y ESTUFAS PARA PODER EFECTUARTODO TIPO DE CALENTAMIENTOS YTRATAMIENTOS TÉRMICOS INDUSTRIALES.Para transformar o incrementar las propiedades de ciertosmateriales es necesario tener que utilizar Hornos yEstufas para: Calentar, Secar, Forjar, Fundir, Cocer yTransformar superficies ablandándolas o endureciéndolasmediante Tratamientos Térmicos.Se denominan HORNOS los que trabajan calentandopiezas por encima de 500ºC y ESTUFAS los que trabajanpor debajo de esta temperatura.A su vez, la tipología de estas máquinas se subdivide endiversos tipos de HORNOS y ESTUFAS según sea laenergía calorífica que se emplee para su calentamiento:Electricidad, Gas, Gasoil, Inducción, Microondas, etc…Ampliándose todavía mucho más la gama de este tipo demáquinas en función del tipo de tratamiento que han derealizar, las características de las piezas, su producción,etc… por lo cual existen multitud de diferentes tipos dehornos y estufas que pueden ser: Estáticos, Continuos, deForja, de Fusión, para Tratamientos Térmicos, con sufuncionamiento manual, o bien automatizado equipadoscon convección de aire forzado para uniformizar temperaturas,o bien con Atmósferas para añadir compuestosque se combinen con los materiales tratados o que losprotejan contra la decarburación.16 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

3) INSTALACIONES DE ACABADO SUPERFICIAL,PINTAR-BARNIZAR-PLASTIFICAR…Para superar los controles de calidad a los que se sometentodos los productos en la industria, es necesario terminarloscon algún tipo de recubrimientos o de pintura ybarniz que sirva de distinción, apariencia decorativa,protección contra el desgaste, aumento de sus propiedadesante la oxidación por humedad, niebla salina, contactocon ácidos, vapores, etc..Para conseguir que la mayoría de las piezas presenten unóptimo acabado hay que emplear una serie de instalacionesque pueden ser estáticas o continuas y cuyas aplicacionesmás usuales son: Desengrasar, Fosfatar, Enjuagar,Imprimar, Pintar, Plastificar... Mediante laaplicación de diferentes tratamientos y capas de protección.Su aplicación puede ser aerográfica o electroestáticaen líquido, en polvo, en cubas de lecho fluido, enplastificados o bien rilsanizados, etc...Los equipos básicos para los tratamientos superficialesson: Lavadoras - Cabinas de Pintura - Hornos de secado- Transportadores y equipos complementarios como Robots– Recuperadores – Ciclones, etc...La conclusión final es que los TRATAMIENTOS SUPER-FICIALES son una parte fundamental en la industria debidoa la importancia que han adquirido, para conseguiruna adecuada calidad. Por esto cuando sea necesarioadquirir alguna de estas instalaciones, es menester o bientener conocimientos profundos sobre estas materias oacudir a una empresa especializada, como es BAUTER-MIC, S.A., ya que existen diversas soluciones, unas mássencillas y menos costosas que otras que podemos suministrarllaves en mano con todo tipo de garantías.Lavado y desengrase.Estufas hasta 500ºC. Hornos hasta 1250ºC. Cabinas de pintura.SEPARADOR DE ACEITE BAUTERMIC DCOAL-3000El nuevo desaceitador Dcoal 3000, es un equipo autónomopara la separación de aceites de baños de desengraseo similares.Su funcionamiento está basado en la captación de losaceites sobre nadantes en el baño, que gracias a una pequeñabomba neumática son conducidos hasta el depósitode separación. El líquido es forzado a pasar a travésde unos módulos de retención que reducen la velocidaddel líquido, al tiempo que permiten que las pequeñas gotasde aceite se unan entre sí y salgan a flotación, una vezseparado el aceite, el agua resultante es devuelta al depósitode la máquina.Se trata de un equipo de alta eficacia y bajo mantenimiento,ya que su principio de funcionamiento es físico,y no tiene elementos susceptibles de avería, el hecho deque funcione con aire comprimido facilita su instalacióny es fácilmente transportable.Depósito separador.Líquido separado*retorno a máquina).TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201217

NUEVAS TÉCNICAS DE LAVADO, DESENGRASE Y SECADO PARA LA LIMPIEZAY PROTECCIÓN DE TODO TIPO DE PIEZASBAUTERMIC, S.A. fabrica LAVADORAS INDUSTRIALESMULTIFUNCIÓN diseñadas para tratar todo tipo de piezasde decoletaje, mecanizadas, forjadas o embutidas,pequeñas y grandes, con formas simples o complejas,cargadas con altos niveles de impurezas, polvo, grasas,aceites, virutas, etc...Estas máquinas operan por aspersión de líquidos desengrasantes,con sistemas de duchas fijos o bien móviles ya diferentes presiones, también trabajan por inmersióncon o sin aplicación de ultrasonidos y agitación de lacarga, dependiendo del grado de suciedad de la misma ocuando la geometría de las piezas a desengrasar sea muyirregular.Pueden ser: Estáticas, lineales, rotativas, de tambor,etc... y pueden estar preparadas para realizar diferentesTRATAMIENTOS SUPERFICIALES: programas de lavado,aclarado, pasivado, fosfatado, secado, etc… Todo elloen la misma máquina con diferentes ciclos o etapas, sinnecesidad de tener que manipular las piezas durante losprocesos intermedios.Se construyen con aislamiento térmico y acústico, vanequipadas con niveles automáticos de reposición, aspiradoresde vahos, desaceitadores, filtros, dosificadoresde detergentes, ultrasonidos y demás complementoscon el fin de conseguir una mayor facilidad demaniobra, un gran ahorro en mano de obra, un menorconsumo de energía y muy poco gasto en productos delimpieza.Túneles.Cabinas.HORNOS Y ESTUFAS INDUSTRIALES PARA TODO TIPO DE CALENTAMIENTOSY TRATAMIENTOS TÉRMICOS, FABRICADOS POR BAUTERMIC, S.A.Con el fin de transformar o incrementar las propiedadesde algunos materiales es necesario tener que utilizarHornos y Estufas para: Calentar, Secar, Forjar, Fundir,Cocer, Transformar superficies, endurecerlas o ablandarlasmediante Tratamientos Térmicos.forzado para uniformizar temperaturas, o bien con Atmósferaspara añadir compuestos que se combinen conlos materiales tratados o que los protejan contra la decarburación.Se denominan ESTUFAS las máquinas que trabajan calentandopiezas hasta una temperatura máxima de 500ºCy HORNOS los que trabajan por encima de esta temperatura.Estas máquinas a su vez se subdividen en infinidad de tiposdiferentes de HORNOS y ESTUFAS según sea laenergía calorífica que se emplee para su calentamiento:Electricidad, Gas, Gasoil, Inducción, Microondas, etc…Ampliándose todavía más la gama en función del tipo detratamiento que han de realizar, las características de laspiezas a tratar, su producción, etc… por lo cual existenmultitud de diferentes tipos de Hornos y Estufas que puedenser: Estáticos, Continuos, de Forja, de Fusión, de TratamientosTérmicos, de… con funcionamiento manual obien automatizado, equipados con convección de aireHornos.Estufas.Servicio Lector 3018 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

LOS RODAMIENTOS ESPECIALES, UN FACTOR CLAVE PARA MEJORAR LAEFICIENCIA PRODUCTIVA SEGÚN BRAMMERBrammer explica cómo los rodamientos especiales superanlas soluciones convencionales de manera significativay ahorran costesEn entornos tan exigentes como las instalaciones de produccióny fábricas, los rodamientos convencionales puedenllegar rápidamente a un calentamiento excesivoque, a su vez, puede limitar los factores de carga e incrementarel gasto.Brammer, el principal distribuidor paneuropeo de productosy servicios de Mantenimiento, Revisión y Reparación(MRO), quiere destacar cómo el diseño innovadorde algunos rodamientos, como por ejemplo los rodamientosespeciales de Timken, les permite resistir en estosentornos y superar las soluciones convencionales demanera significativa.Oliver Campbell, Marketing Manager en Brammer España,ha explicado que “el nuevo diseño de los rodamientosde rodillos esféricos de alto rendimiento de Timkenha sido concebido para aumentar su durabilidad altiempo que bajar su temperatura, prolongando así la vidaútil del rodamiento”.“Esto representa menos mantenimiento y mejor rendimiento,resultando en ahorros significativos en costes deproducción.”El diseño y las ventajas de estos rodamientos es el últimotema de la serie de vídeos de “Consejos Rápidos”de Brammer. Estos vídeos consisten en ayudas visualescortas y relevantes presentadas por especialistas en gruposde productos y expertos de la industria para explicarproblemáticas clave y sugerir consejos prácticospara los clientes. Puede mirar el último vídeo de “ConsejosRápidos” sobre rodamientos de rodillos esféricosde alto rendimiento en el sitio web www.brammertips.com.Acerca de BrammerBrammer es la empresa líder en Europa de distribuciónde productos y servicios de Mantenimiento, Revisión yReparación (MRO). Opera como un socio estratégicoclave para empresas en todos los sectores de fabricación,ayudándolas a reducir el coste total de adquisición, mejorarla eficiencia en la producción y reducir el capitalTRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201219

circulante. Para lograrlo, Brammer combina su ampliopoder de compra con asistencia técnica independiente, yuna extensa variedad de servicios adicionales que agreganvalor, orientados a optimizar las operaciones de fabricación.La oferta de productos de Brammer incluye rodamientos,productos de transmisión de mecánica y eléctrica, hidráulica,neumática, estanqueidad y movimiento lineal,así como también una amplia gama de herramientas yproductos de mantenimiento y salud y seguridad. La empresaes un distribuidor autorizado de muchas de lasprincipales marcas a nivel mundial, incluidas entre otras:Ammeraal, Bahco, Beta, Cidepa, Egamaster, Gates, Gedore,Hitachi, Loctite, NSK, Parker, Renold, Rocol, Siemens,Simrit, Schaeffler, SKF, SMC, THK y Timken. Entresus principales clientes se encuentran Alcoa, Bridgestone,Coca Cola Enterprise, Crown, Danone, Procter &Gamble, Kraft Foods, Renault, Smurfit Kappa y Unilever.Brammer emplea a más de 2.500 personas en más de300 emplazamientos en Austria, Bélgica, RepúblicaCheca, Francia, Alemania, Hungría, Islandia, Irlanda, Italia,Luxemburgo, Holanda, Polonia, Eslovaquia, Españay el Reino Unido.Con un volumen de ventas que superó los 600 millonesde euros en 2011, la empresa ofrece una gama de más de2,5 millones de líneas de productos a más de 120.000clientes. Desde 2007, el Grupo Brammer ha conseguidoahorros de costes por valor de más de 172 millones deeuros entre algunos de sus principales clientes.Servicio Lector 31LA MULTINACIONALALEMANA HENKELINVIERTE SIETE MILLONESDE EUROS EN LA CREACIÓNDE TRES LABORATORIOS DEI+D EN CATALUÑABREVESLos tres nuevos laboratorios de I+D , queiniciarán su actividad en 2013, se ubicaránen el Espacio Eureka del Parque de Investigaciónde la UAB - que incorporará 35 nuevosinvestigadores-, en el centro tecnológicoLeitat -que incorporará 10 más-, y untercer centro de investigación pendiente dedecidir que acogerá los 10 puestos de trabajorestantes. En una segunda fase, el númerode investigadores se ampliará hasta100.En Cataluña, Henkel cuenta desde 2010con dos centros de I+D ubicados en el InstitutoCatalán de Investigación Química(ICIQ) y el Parque de Investigación de laUniversidad Autónoma de Barcelona(PRUAB). La apuesta de la matriz alemanapara ampliar la investigación en Cataluñaresponde a los buenos resultados de loscentros donde, en estos dos años, han desarrolladoproyectos, como nuevos adhesivosreversibles para aplicaciones en electrónica,basados __en polimerización conefecto memoria, que mimetizan la naturalezao nuevas resinas para adhesivos curablesgracias al efecto oxígeno que hay en elaire.En los dos centros se ha formado a profesionalesjóvenes con opciones de formarparte de la compañía y desarrollar su carrera,y en la actualidad cuentan con 20 investigadores.La división catalana de Henkel cuenta tambiéncon un centro de producción en Montornèsdel Vallès donde fabrica detergentesy adhesivos (más de 300.000 toneladas),exporta a más de 7 países de la UE y es unade las fábricas con mayor volumen delGrupo Henkel después de la central de Düsseldorf.20 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

LA DILATOMETRÍA Y EL DISEÑO Y SIMULACIÓN DETRATAMIENTOS TÉRMICOSJ. M. Martímez (1)(1) Centro Tecnológico del Acero y Materiales Metálicos. Fundación ITMA, Asturias.RESUMEN:El ciclo térmico al que se somete la mayoría de los materialesinduce sobre éstos una serie de cambios internosque están asociados a variaciones características de volumen.El registro de las anomalías dimensionales quetienen lugar a lo largo de un ciclo térmico (fundamentode la técnica dilatométrica) permite la determinación delas temperaturas críticas asociadas a los diferentes cambiosde fase o del estado magnético, el estudio de fenómenosde disolución y precipitación, etc. Esta técnica decaracterización permite, por lo tanto, la determinaciónde los diagramas de transformación isoterma y en enfriamientoy calentamiento continuos, el estudio de la cinéticade dichos cambios microestructurales y, en definitiva,constituye una técnica de inestimable valor en eldiseño y simulación de tratamientos térmicos y termomecánicos.A continuación se exponen, a modo deejemplo, algunos casos prácticos que lo ilustran.ABSTRACT:Most of the materials undergo volume changes when theyare submitted to a thermal cycle. Detection of thesevolume changes during a heat treatment, being the aim ofdilatometric technique, permits the determination ofcritical temperatures connected with solid state phasetransformations, magnetic changes, precipitation anddissolution phenomena, etc. So, this characterizationtechnique can be used to plot continuous heatingtransformation (CHT), continuous cooling transformation(CCT) and isothermal transformation (IT) diagrams as wellas to study the phase transformation kinetics. SoDilatometry is an invaluable technique to design andsimulate thermal and thermo mechanical treatments.Next, some practical applications of dilatometry arebriefly described.1. IntroducciónEs bien sabido que las propiedades de un determinadocomponente están directamente ligadas a su microestructura.A su vez, esta microestructura es función nosólo de la composición química del componente, sinotambién de toda su historia térmica y termomecánica. Eneste sentido, el tratamiento térmico es una etapa fundamentaldel procesado del componente, de la que dependensus propiedades finales y, en definitiva, su vida útilen servicio, pues incide directamente en la configuraciónmicroestructural que finalmente adopta una determinadacalidad.La dilatometría constituye una técnica muy útil para diseñary simular tratamientos térmicos. Esta técnica, comose describirá posteriormente con mayor detalle, permiteconocer la evolución dimensional de una muestra delongitud inicial conocida a lo largo de su tratamiento térmico(dilatometría de temple) o termomecánico (dilatometríade temple y deformación). De esta forma es posibledeterminar cuando empiezan y terminan lastransformaciones microestructurales que sufre un determinadomaterial a lo largo de su tratamiento térmico;tanto en el calentamiento como en el enfriamiento, asícomo durante los diferentes mantenimientos que puedantener lugar a lo largo del mismo. Con la dilatometría detemple y deformación es posible, además, estudiar cómoinfluye la deformación o la tensión aplicada en determinadoscambios microestructurales; siendo posible, por lotanto, simular determinados procesos de conformacióntermomecánica y predecir la microestructura final.TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201221

En el presente artículo primeramente se describe brevementeesta técnica y los equipos empleados, para mostrara continuación diferentes casos prácticos, con el finde dar a conocer algunas de las muchas aplicacionesque tiene esta técnica.2. Breve descripción de la técnicaEn la figura 1 se muestra una configuración habitualque permite la determinación de la evolución dimensionalde una muestra de longitud inicial conocida a lolargo de un determinado ciclo térmico. La muestra secoloca entre una parte fija y una parte móvil conectadaa un transductor de gran sensibilidad, capaz de detectarcambios de longitud de 0.05 µm. En el caso demuestras metálicas inductoras, éstas suelen ser calentadasmediante una bobina de inducción de forma talque la distancia de acoplamiento sea la óptima con elfin de conseguir calentamientos homogéneos y rápidos(si esto fuese necesario). El enfriamiento se suele realizarcon gas (helio o nitrógeno, por ejemplo). Operandode este modo se pueden lograr velocidades de calentamientomuy elevadas: superiores a los 1000 ºC/s entodo el rango de temperaturas (incluso a temperaturassuperiores a la temperatura de Curie) así como tambiénvelocidades de enfriamiento (en probetas de 1 mm deespesor) del orden de los 800 ºC/s (similares a las quese obtienen en chapas de espesor similar mediante templecon agua). La temperatura máxima que se puede lograrcon estos hornos de inducción es de 1500 ºC. Si esnecesario evitar fenómenos de descarburación y oxidaciónsuperficiales, el ensayo puede realizarse en altovacío o en atmósfera controlada. En el caso de muestrasmetálicas, el control y el registro de la temperatura serealiza a través de un termopar soldado por puntos a lamuestra.Figura 2. Curva dilatométrica “DL/L0(T)”. Ac1 y Ac3 representan lastemperaturas de inicio y fin de la austenización.En la curva dilatométrica de la figura 2 se puede vercómo la contracción inducida por el cambio alotrópicopermite determinar con nitidez el rango de temperaturasen el que tiene lugar la transformación en austenita deeste acero (entre Ac1 y Ac3).En los casos prácticos que se mostrarán a continuaciónse emplearon dos dilatómetros con diferentes configuracionesen función de la geometría de las probetas dilatométricasempleadas (cilíndricas macizas, cilíndricas huecaso planas) y de las velocidades de calentamiento yenfriamiento requeridas.3. AplicacionesPor supuesto, una de la aplicaciones más directas de latécnica dilatométrica es la determinación del coeficientede dilatación térmica lineal. Aunque conocer esta propiedadfísica es muy importante desde diferentes puntosde vista, sin embargo, en los casos prácticos que se presentanse muestran otras aplicaciones relacionadas másdirectamente con el diseño de tratamientos térmicos.Figura 1. Posible configuración de un ensayo dilatométrico.El registro de la evolución dimensional de la muestraen función del tiempo y de la temperatura constituyela curva dilatométrica. La interpretación de los cambiosdimensionales definidos en esta curva que sufre lamuestra permite conocer, como ya se ha indicado, lospuntos críticos de transformación, la cinética de determinadoscambios de fase o, simplemente, el coeficientede dilatación térmica lineal. En la figura 2 semuestra un dilatograma correspondiente a la etapa decalentamiento que da lugar a la austenización de unacero al carbono.Figura 3. Reacciones que tienen lugar durante el recocido continuode aceros AHSS laminados en frío. 1➝2 recristalización, disoluciónde la cementita y transformación austenítica (parcial o total) 2➝3reparto de los elementos de aleación y del carbono, crecimiento deltamaño de grano, precipitación de posibles carbonitruros,transformación de perlita y de ferrita a austenita. 3➝4 transformaciónde austenita en ferrita y redistribución del carbono 4➝6 redistribuciónde carbono y formación de bainita y/o martensita.A continuación se analiza el empleo de la dilatometríapara caracterizar algunas de las transformaciones microestructuralesque tienen lugar a lo largo del recocidocontinuo de aceros laminados en frío. La figura 3 muestra,de forma esquemática, las diferentes reacciones quetienen lugar durante dicho tratamiento térmico.22 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

Durante las etapas de calentamiento y de mantenimientose produce la recristalización del acero y la transformaciónparcial o total a austenita. Tanto la velocidad de recristalizacióncomo la de transformación de la austenitadependen de la temperatura alcanzada en el ciclo de calentamientoy de la composición del acero. En la figura 4se muestra de forma esquemática la influencia que tienendiferentes elementos de aleación utilizados habitualmenteen la producción de aceros AHSS sobre las transformacionesde fase que se producen durante el ciclode recocido.A modo de ejemplo, en la figura 5 se muestra la evoluciónde la transformación austenítica en el caso de unacero de fase dual (DP600) en función de la temperaturade recocido para una velocidad de calentamiento de20 ºC/s (similar a la de un recocido industrial en una líneade recocido en continuo de productos laminados enfrío). Diferentes muestras dilatométricas fueron calentadashasta diferentes temperaturas de recocido, se mantuvieronluego a esas temperaturas durante 10 minutos yseguidamente fueron calentadas también a 20 ºC/s hastael dominio austenítico. Mediante la regla de la palanca(empleando los coeficientes de dilatación de la estructuraferrito-perlítico y de la estuctura austenítica) se determinóla evolución de la transformación en función dela temperatura (figura 5a) y del tiempo (figura 5b).Se puede apreciar que parte de la transformación austeníticatiene ya lugar durante el calentamiento, antes deque se haya alcanzado la temperatura de recocido, exceptoen el caso de la temperatura más baja. También sepuede apreciar que en el rango de las temperaturas intercríticasligeramente superiores a la temperatura Ac1 lacinética de la transformación es muy rápida al inicio delmantenimiento como consecuencia de la rápida transformaciónde la perlita original. Sin embargo, la velocidadde la transformación disminuye cuando ésta progresaa partir de la ferrita. En la figura 6 se muestra laevolución microestructural de este acero en función deltiempo de recocido para una temperatura de recocido de760 ºC y una velocidad de calentamiento de 20 ºC/s.Figura 4. Efecto de los elementos de aleación sobre las curvas detransformación durante el recocido continuo de un acero AHSS[1].Durante la formación de austenita a partir de la microestructuraoriginal (ferrita y perlita normalmente) se produceuna contracción debido a la mayor densidad de lafase austenítica. Si las muestras dilatométricas se calientanrápidamente (tratando de evitar que tenga lugar latransformación durante el calentamiento continuo) hastadiferentes temperaturas de recocido austenítico o intercrítico(dominio de ferrita+austerita) se puede obtener laevolución dimensional de las mismas, determinándoseasí cuándo tiene lugar el inicio y fin de la transformacióny la cinética de dicha transformación (curvas ITH).(a)(b)Figura 5. Evolución del porcentaje de austenita en función de latemperatura y del tiempo (b).Figura 6. Evolución de la martensita (obtenida mediante enfriamientorápido de la austerita generada en el tratamiento) en función deltiempo de mantenimiento a la temperatura de recocido de 760 ºC.Normalmente las curvas de transformación isoterma dela austenita se determinan empleando velocidades decalentamiento muy superiores a las industriales con objetode evitar dentro de lo posible la transformación duranteel calentamiento continuo.Siguiendo el mismo procedimiento se puede estudiar lainfluencia de la velocidad de calentamiento en la cinéticade la transformación austenítica. En la figura 7 semuestra la evolución de la austenita a dos temperaturasde recocido intercrítico diferentes (pertenecientes alrango intermedio de temperaturas de recocido intercrítico).La figura muestra claramente cómo un aumento enla velocidad de calentamiento disminuye la cantidad deaustenita transformada isotérmicamente. Nótese ademáscómo la cantidad de austenita formada isotérmicamentetras el calentamiento más rápido se va aproximando a laque se obtiene tras el calentamiento más lento a medidaque aumenta el tiempo de mantenimiento. Este fenómenoes más notable en el caso de la temperatura de recocidomás baja. Esto puede explicarse teniendo encuenta que el coeficiente de difusión del carbono aumentacon la temperatura.Los ejemplos anteriores ilustran la utilidad de la técnicadilatométrica en la determinación de diagramas de transformaciónisoterma de la austenita y del efecto de la velocidadde calentamiento. En la práctica de muchos tratamientostérmicos no se requiere mantener latemperatura sino más bien alcanzar una determinadatemperatura. Este puede ser el caso de un tratamiento tér-TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201223

mico localizado por láser o por inducción. En este casola información que más interesa es la que puede dar undiagrama de transformación durante un calentamientocontinuo (CHT). A modo de ejemplo, en la figura 8 semuestra la evolución de la temperatura Ac 3 de tres acerosde fase dual (DP600) en función de la velocidad decalentamiento.Otro ejemplo es el que se puede observar en la figura 9,en la que se puede apreciar la evolución de las temperaturasAc1 y Ac3 en función de la velocidad de calentamientode un acero libre de intersticiales (IFS). La figuramuestra que las temperaturas de inicio y fin de la austenizacióncrecen con la velocidad de calentamiento hasta50 ºC/s, mientras que velocidades de calentamiento superioresa ésta no tienen un efecto significativo en dichastemperaturas.Con el empleo de dilatómetros de temple ultrarrápido esposible, en muchos casos, seguir la evolución de la temperaturade inicio de la transformación martensítica en elenfriamiento de temple de la austenita de partida. Esta esademás una forma indirecta de conocer la evolución delcontenido en carbono de la austenita de partida. En la figura10 se muestra la evolución de la temperaura Ms dela austerita obtenida en el tratamiento intercrítico de unacero DP1000 en función de la temperatura y del tiempode recocido.Figura 7. Influencia de la velocidad de calentamiento en la cinéticade la transformación austenítica en el dominio intercrítico.Figura 8. Evolución de la temperatura Ac 3 de tres aceros DP600 enfunción de la velocidad de calentamiento.Se puede apreciar cómo la temperatura de fin de la transformaciónaustenítica aumenta a medida que aumenta lavelocidad de calentamiento. También se puede apreciarla gran influencia que tienen el Si y el P en la evoluciónde la temperatura crítica Ac 3 al tratarse de elementos dealeación fuertemente alfágenos.Figura 9: Evolución de la temperatura Ac 1 y Ac 3 de un acero IFS enfunción de la velocidad de calentamiento. (1.9 C, 1590 Mn, 97 P, 61Ti, 0.8 B, 4.5 S, 1.3 N, x 10 -3 % en masa).Figura 10. Evolución de la temperatura Ms de la austenita intercríticaen función de la temperatura y tiempo de recocido. Velocidad decalentamiento: 20 ºC/s.La figura muestra con claridad cómo a medida que aumentala temperatura de recocido aumenta la temperaturaMs como consecuencia principalmente de que alaumentar la cantidad de austenita formada durante el recocidodisminuye su contenido en carbono. También sepuede apreciar que, para una misma temperatura de recocido,al aumentar el tiempo de recocido, aumentatambién la temperatura Ms lo que es indicativo que latransformación austenítica progresa isotérmicamente.Nótese, como se ha comentado previamente, que la cinéticade la transformación es más lenta en el rango delas temperaturas intercríticas intermedias en virtud de larápida transformación de la perlita que tiene lugar en elrango de temperaturas intercríticas más bajo y del aumentodel coeficiente de difusión del carbono en elrango de temperaturas intercríticas más altas.La técnica dilatométrica constituye una herramienta degran valor para crear diferentes microestructuras de unaforma muy sencilla en función de distintos parámetros. Amodo de ejemplo, en la figura 11 se muestra la evoluciónde la dureza de un acero industrial DP1000 en funciónde la temperatura y tiempo de recocido, con el finde explorar las posibilidades mecánicas de este acerodurante su recocido continuo. Se hace notar el ampliorango de propiedades mecánicas que se pueden conseguircon este acero variando tan sólo los dos parámetrosa los que se ha hecho referencia. De cualquier manera,el ensayo dilatométrico ha de completarse con una caracterizaciónmicroestructural para confirmar el porcen-24 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

taje de fases predichas por dilatometría y, a la vez, conocerla configuración microestructural resultante (morfología,tamaño y localización de los microconstituyentes),factor éste imprescindible para explicar otras propiedades,como la conformabilidad de la calidad resultante.Otra de las aplicaciones de esta técnica consiste en simularla evolución microestructural en una unión soldadao de una zona sometida a un tratamiento térmicolocalizado. Por ejemplo, en la figura 13 se muestra evoluciónde la curvas CCT de un acero DP1400 en funciónde la temperatura de austenización. Se puede notar conclaridad cómo estas curvas se desplazan hacia temperaturasmás bajas y hacia tiempos mayores a medida queaumenta la temperatura de austenización, como consecuenciade la mayor estabilidad de la austenita de partida.La figura 14 muestra la evolución de la microestructuray dureza de este acero para una velocidad deenfriamiento de 30 ºC/s en función de la temperaturamáxima alcanzada en el calentamiento previo.Figura 11. Evolución de la dureza en función de la temperatura ytiempo de recocido de un acero DP1000.Figura 13. Curvas CCT de un acero DP1400 en función de latemperatura de calentamiento previo.Una de las aplicaciones más notables de la dilatometríaes la determinación de las curvas de transformación duranteel enfriamiento continuo (CCT) o de la descomposiciónisotérmica de la austenita (TTT).Con objeto de conocer la ruta de enfriamiento adecuadadurante un determinado tratamiento térmico varias probetasdilatométricas se enfrían desde una determinadatemperatura a diferentes velocidades y se registran lasanomalías dimensionales en las curvas “DL/L 0 (T)”. Estasexperiencias deben complementarse con la determinaciónde la dureza y la caracterización microestructuralde cada una de las muestras. En la figura 12 se muestra,a modo de ejemplo, las curvas CCT y la evolución tantode la microestructura como de la dureza en función de lavelocidad de enfriamiento (velocidad de enfriamientoentre 800 y 500ºC) de un acero DP1400 sometido a untratamiento de recocido de austenítización completa a1050 ºCFigura 14. Evolución de la microestructura y dureza del aceroDP1400 para una velocidad de enfriamiento de 30 ºC/s en función dela temperatura máxima alcanzada: 1050ºC (32%F, 60%B, 8%M; 239HV), 850ºC (84%F, 2%P+B, 14%M; 190 HV) y 750ºC (85%F, 9%P+B,8%M; 189 HV).Figura 15. Curvas dilatométricas en el enfriamiento desde latemperatura de temple obtenidas para dos velocidades deenfriamiento diferentes, V1 y V2=10V1.Figura 12. Curva CCT (a) y evolución microestructural y durezaasociada (b). Acero DP1400. Temperatura de austenización: 1050 ºC.En la figura 15 se muestra otro ejemplo en el que sepuede apreciar la influencia de la velocidad de enfriamientoen la microestructura final de un acero de herramientasemirrápido. Mediante ensayos dilatométricos esposible conocer con relativa facilidad cuál es la velocidadde enfriamiento crítica para evitar la formación deperlita; microconstituyente de menor dureza y por ellomuy perjudicial en este tipo de aceros dado su efecto nocivosobre su resistencia al desgaste. La figura 15 muestrala necesidad de utilizar una velocidad V2 ,10 vecesmás rápida que V1, para evitar la formación de perlita eneste acero.TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201225

Una aplicación más de la dilatometría es el estudio deltratamiento térmico de revenido. En el caso de los acerosde herramienta puede ser necesario realizar dos o inclusotres revenidos con el fin de eliminar la austenita retenida.En la figura 16 se muestra la evolución dimensionalde una probeta dilatométrica durante un tratamientotérmico que simula el tratamiento industrial de un acerorápido y que consiste en un temple y dos revenidos. Seaprecia claramente la desestabilización que sufre la austenitaretenida tras el primer revenido, mientras ya no sedetecta transformación alguna en el segundo revenido.En la figura 18 se muestra la evolución microestructuralobservada en una superficie transversal a la direcciónde deposición del recargue. Se puede apreciar un elevadocontenido de austenita retenida; que es especialmenteelevado en las zonas más claras del recargueque se aprecian en la figura 17 y que constituyen laszonas de solape de los cordones. Es este alto contenidode austenita retenida el responsable del rápido desgastedel cilindro. Con objeto de conocer la estabilidad deesta austenita retenida se simuló dilatométricamente unciclo térmico similar al de deposición del recargue (conel fin de conocer la temperatura de inicio de la transformaciónmartensítica en el enfriamiento subsiguiente)y varios revenidos a diferentes temperaturas, con el resultadoque se puede ver en la figura 19. En primer lugarse puede apreciar que la temperatura Ms es muy inferiora la esperada. En segundo lugar, se pudocomprobar que la temperatura de revenido aplicada alrecargue (500 ºC) no es lo suficientemente elevadacomo para acondicionar la austenita retenida siendonecesarios revenidos a 600 ºC. El estudio dilatométricodemostró que se había empleado un flux aleante y que,especialmente en las zonas de solape de los cordones(regiones más aleadas), la austenita retenida era demasiadoestable como para ser acondicionada durante elrevenido a 500 ºC.Figura 16. Curva dilatométrica correspondiente al tratamiento térmicoindustrial de un acero rápido.La posibilidad de detectar la desestabilización de la austenitaretenida durante el revenido mediante el aumentode volumen asociado a su transformación permite resolverproblemas como el que, a modo de ilustración, sedescribe brevemente a continuación.Figura 18. Evolución microestructural en la superficie del recargue. Elmayor contenido de austenita retenida coincide con las zonas clarasde la superficie del rodillo.Figura 17. Aspecto superficial del desgaste del rodillo tras un breveperíodo de vida en servicio.Se trata de conocer el origen de unos defectos superficialesdetectados en un recargue de acero de herramientarealizado sobre un cilindro tensor. El defecto,como se puede apreciar en la figura 17 consiste en la formaciónde un “patrón” de desgaste superficial heterogéneo.Según la información facilitada en su momento, elrecargue había sido realizado por arco sumergido y conflux no aleante. Posteriormente se había aplicado un tratamientotérmico de revenido a 500 ºC.Figura 19. Determinación de la temperatura Ms característica delrecargue (izquierda) e influencia de la temperatura de revenido en elgrado de acondicionamiento de la austenita retenida.4. ConclusionesEn este trabajo se han expuesto variados ejemplos de laaplicación de la técnica dilatométrica para el diseño y simulaciónde tratamientos térmicos de los materiales férreos.Las aplicaciones de la dilatometría son muy numerosasy los ejemplos descritos no son más que una breve ilustraciónde algunas de ellas. Las técnicas dilatometricastambién pueden emplearse para determinar cinéticasde transformaciones de fase y de precipitación y diso-26 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

lución de carburos; por ejemplo, durante el revenidode los aceros rápidos [2] o durante el recocido continuode aceros avanzados de alta resistencia, tal y comose ha ilustrado en algunos de los ejemplos descritos. Latransformación bainítica isoterma de los aceros conefecto TRIP o la partición del carbono en aceros QP sonotras posibles aplicaciones de la dilatometría en elcampo de los aceros avanzados de alta resistencia y debaja aleación. La posibilidad de aplicar deformaciones(a tracción y/o compresión) durante el ciclo térmicopermite simular ciclos termomecánicos y estudiar la estabilidadde la austenita en aceros con efecto TRIP enfunción de la velocidad y temperatura de la deformaciónplástica previa. Además, algunos de estos equipospermiten también realizar ensayos de tracción y defluencia a muy elevada temperatura; muy superior a lasque normalmente se pueden alcanzar en máquinas universalesde ensayos mecánicos.De cualquier manera las técnicas dilatométricas tambiéntienen sus limitaciones. Una de las limitaciones de estatécnica es que sirve para conocer cuándo tiene lugar unatransformación pero no da información de la naturalezade la misma. En la mayoría de los casos, esta limitaciónse suple con un análisis microestructural y de dureza, nosiendo muchas veces necesario recurrir a otras técnicascomo la difracción de rayos X, aunque en otros casos, síes necesario. Sirva como ejemplo el caso en el que se requieraconocer el tipo de carburos que se están poniendoen solución durante el tratamiento de austenizaciónprevio al temple de un acero rápido. Otra limitaciónde esta técnica tiene que ver con la aplicabilidad de lamisma a la predicción de las fracciones volumétricas delos diferentes constituyentes generados durante un determinadociclo térmico. Póngase como ejemplo la determinacióndel contenido de austenita intercrítica realizadamediante la regla de la palanca: es necesario teneren cuenta que la variación dimensional no sólo está inducidapor la transformación alotrópica sino también porla redistribución del carbono y, si se emplean velocidadesde calentamiento propias de recocidos ultracortos,también es posible que se superponga el fenómeno derecristalización en el rango de temperaturas intercríticasbajas. Así mismo, también ha de considerarse el posiblecambio de volumen anisotrópo de la probeta dilatométricadurante el tratamiento térmico [3]. Otro problemaasociado a esta técnica, común a otras (reacción exotérmicao de pérdida de peso en un ensayo termogravimétrico)es la determinación del inicio y fin de ciertas transformaciones[4].De cualquier manera, a pesar de estas limitaciones, la dilatometría,en combinación con la caracterización microestructural,constituye una herramienta de inestimablevalor en el diseño y simulación de tratamientostérmicos de las aleaciones metálicas [5-12].5. Referencias[1] W. Bleck, K. Phiu-on, Microalloying for new steelprocesses and applications, Materials Science Forum,500-501, 2005, 97-112.[2] The kinetics of phase transformations during temperingin high-speed steels. P.Bala, . Pacyna. JAMME,Vol 23, August, 2007[3] Dilatometric analysis of austenite decompositionconsidering the effect of nonisotropic volumechange. Dong-Woo Suh, Chang-Seok Oh, HeungNam Han, Sung-Joon kim. Acta Materialia 55(2207) 2659-2669.[4] Uncertainties in dilatometric determination of martensitestart temperature. Hong-Seok Yang andH.K.D.H. Bhadeshia. Materials Science and Technology2007 Vol 23 Nº5[5] Role of dilatometry in development of multiphasesteels. Takacs, W and Vero, B 2005[6] A global optimization technique to identify overalltransformation kinetics using dilatometry data - applicationsto austenitization of steels. Tszeng,TCand Shi, G. 2004[7] Dilatometry Determination of Phase TransformationTemperatures during Heating of Nb BearingLow Carbon Steels. Ahmed Ismail Zaky Farahat.Journal of Materials Processing Technology. 2007.[8] Dynamically transformed ferrite fraction inferredfrom dilatometry measurements after deformation.Xinjun Sun, Han Dong, Qingyou Liu and YuqingWeng Materials Science and Engineering: A.2007.[9] Continuous cooling transformation diagrams andproperties of micro-alloyed TRIP steels. M. Zhang,L. Li, R.Y. Fu, D. Krizan and B.C. De Cooman MaterialsScience and Engineering: A, Volumes 438-440, 2006,296-299.[10] Application of significance tests in quantitative metallographicanalysis of a C–Mn–B steel. J. Kupczyk.Materials Characterization, Volume 57, Issue 3,September 2006, Pages 171-175[11] Interpretation of a dilatometric anomaly previous tothe ferrite-to-austenite transformation in a low carbonsteel. Tommy De Cock, Carlos Capdevila,Francisca G. Caballero and Carlos García de AndrésScriptaMaterialia, Volume54, Issue5,March2006,Pages949-954.[12] Application of dilatometric analysis to the study ofsolid–solid phase transformations in steels. C. Garcíade Andrés, F. G. Caballero, C. Capdevila and L.F. Álvarez. Materials Characterization, Volume 48,Issue 1, February 2002, Pages 101-111.Servicio Lector 32TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201227

USO DE LAS TÉCNICAS DE PROYECCIÓN TÉRMICA PARA LA OBTENCIÓN DERECUBRIMIENTOS A PARTIR DE POLVOS NANOESTRUCTURADOSE. Sánchez (1), E. Bannier (1), M. Vicent (1), M.D. Salvador (2), V. Bonache (2), E. Klyatskina (2)(1) Instituto de Tecnología Cerámica, Universidad Jaime I, España.(2) Instituto de Tecnología de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, España.RESUMEN:En estos últimos años, la demanda por parte de la industriade recubrimientos con propiedades mejoradas escada vez mayor. Por esta razón, se está orientando ungran esfuerzo de investigación hacia la obtención de recubrimientosnanoestructurados, es decir, la producciónde una capa superficial con una o más dimensiones (espesoro tamaño de grano en general) a escala nanométrica(

una superficie. En el primer caso, el objetivo suele ser lamejora de las propiedades del material para proporcionaruna protección frente al desgaste, la corrosión, el ataquequímico, el choque térmico y/o las altas temperaturas.En el segundo caso, el recubrimiento proporcionauna nueva función a la superficie: es el caso, por ejemplo,de los recubrimientos auto-lubricantes, catalíticos oautolimpiantes. Los materiales nanoestructurados hansido objeto de muchas investigaciones, mostrando en generalmejores propiedades que sus homólogos convencionales[1,2]. Como consecuencia, el uso de recubrimientosnanoestructurados puede dar lugar aimportantes avances respecto a la disponibilidad de materialesde altas prestaciones en numerosos sectores industriales[3,4].Existen numerosas técnicas para obtener recubrimientos apartir de un material macizo (deposición física en fase vapor,proyección térmica), de un gas (deposición químicaen fase vapor), de una suspensión (recubrimientos electroquímicos,solgel) o de un polvo (proyección térmica). Lastécnicas de proyección térmica son unas de las más versátilespara obtener recubrimientos de capa gruesa. Duranteel proceso, el material de aporte es fundido y aceleradohasta impactar sobre el sustrato, donde se enfría rápidamenteformando el recubrimiento. Existen diferentes métodosde proyección térmica, en la mayoría de ellos, elmaterial de aporte se encuentra en forma de polvo. Enconsecuencia, para obtener recubrimientos nanoestructuradosempleando estas técnicas, sería conveniente usarnanopartículas como materia prima.Existen numerosas técnicas para sintetizar nanopolvos y,en principio, producir recubrimientos nanoestructuradospor proyección térmica debería ser sencillo: solo hayque sustituir el polvo de alimentación convencional (micrométrico)por un polvo nanoestructurado. Sin embargoexisten algunas dificultades adicionales. En primer lugar,las nanopartículas no se pueden proyectar debido a supequeña masa. En efecto, durante el proceso, el polvo seinyecta en la llama de proyección usando un gas comomedio de transporte y resulta imposible arrastrar las nanopartículascon dicho gas. Para conseguirlo, hay quereconstituir las partículas en aglomerados micrométricos.En segundo lugar, tras obtener el polvo nanométricoreconstituido, se deben adaptar los parámetros del procesoa las características del nuevo polvo. En particular,el calentamiento y la fusión de los aglomerados tienenque controlarse muy bien con el fin de preservar la nanoestructuraen el recubrimiento final sin alterar la adhesiónsobre el sustrato [5,6]. La proyección de polvos nanestructuradosreconstituidos ha permitido obtenerdiferentes tipos de recubrimientos como, por ejemplo,recubrimientos de alúmina [7], alúmina-titania [8], circonaestabilizada [9] o de carburos [10].Tras describir las técnicas de proyección térmica, se presentaránalgunos métodos empleados para obtener polvosnanoestructurados de características adecuadas paraproyección térmica. Seguidamente, a través de dos ejemplosde investigación en curso, se describirán la optimizacióny la caracterización de recubrimientos obtenidosmediante proyección térmica por plasma a partir de polvosnanoestructurados.2. RECUBRIMIENTOS POR PROYECCIÓN TÉRMICA2.1. Definición y generalidadesA principios del siglo XX, el Dr. Max Ulrick Schoop demostróque se podía obtener un recubrimiento a partir deun chorro de metal fundido impactando sobre una superficie.Su trabajo condujo (en 1912) al diseño del primerequipo de proyección térmica que permitía fundir yproyectar un metal en forma de varilla: la proyección porcombustión (también llamada proyección por llama) habíanacido [11]. Hoy en día, la proyección térmica englobatécnicas en las que un material (en forma de hilo ode polvo) alimenta una pistola y se somete a altas temperaturashasta fundirlo o ablandarlo. A su vez, las gotasfundidas (o semi-fundidas) son aceleradas hasta impactarsobre el sustrato donde se enfrían muy rápidamente formandoel recubrimiento (figura 1). Estos métodos sonmuy versátiles y en teoría permiten proyectar cualquiermaterial que funda sin descomponerse.Figura 1. Formación de un recubrimiento por proyección térmica.La principal ventaja es que el sustrato no suele alcanzartemperaturas altas durante el proceso, por lo tanto es posiblerecubrir cualquier pieza sin modificar sus propiedades,ni sus dimensiones. En general, los recubrimientosobtenidos por proyección térmica son de capa gruesa(50-500 µm), porosos (2-15% según la técnica), y presentanuna alta rugosidad superficial (Ra ≈ 3-15 µm). Algunasde las aplicaciones principales de estos recubrimientosson: protección contra el desgaste, corrosión,choque térmico y/o altas temperaturas, así como la obtenciónde recubrimientos aislantes.2.2. Técnicas de proyecciónTal y como se ilustra en la figura 2, las técnicas de proyeccióntérmica se pueden clasificar en dos grandes familias,según que la fuente de energía sea de origen químicoo eléctrico [11]. Las diferentes técnicas sedistinguen por la temperatura de llama alcanzada y lavelocidad de las partículas antes del impacto (ambas ca-TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201229

acterísticas influyen directamente sobre la porosidad delos recubrimientos obtenidos). Con fines indicativos, latabla 1 muestra las propiedades generales de algunos tiposde pistola. Los dos métodos más empleados industrialmenteson la proyección por plasma atmosférico y laproyección por combustión de alta-velocidad (HVOF).Existen infinidad de métodos para sintetizar nanopartículas,por lo que su análisis pormenorizado queda fuera delalcance de este trabajo. No obstante, todos estos métodospueden agruparse en dos grandes familias de procesos:desintegración y agrupación. En los procesos de desintegración,grandes partículas (micrométricas) sonmolidas para dividirlas en unidades más pequeñas. Laprincipal limitación de estos procesos es que resulta tremendamentedifícil (y costoso) acceder a tamaños departícula nanométricos aplicando exclusivamente energíamecánica. Además, el equipo donde tiene lugar ladesintegración impone sus propias restricciones. Por elcontrario, los procesos de agrupación permiten obtenerlas nanopartículas por agrupación de átomos y especiesquímicas. En consecuencia, estos últimos permiten unmejor control del tamaño de las partículas obtenidas, yno imponen, en principio, ninguna limitación en cuantoal tamaño de partícula final a obtener. Existen, como seha indicado anteriormente, numerosas técnicas para sintetizarnanopartículas partiendo de una material sólido,de un líquido o incluso, de gases. Una lista con algunosejemplos se detalla en la tabla 2.Figura 2. Clasificación de las técnicas de proyección térmica.Tabla 2. Ejemplos de técnicas de obtención de nanopartículas.3.2. Reconstitución del polvo nanoestructurado(granulación)Tabla 1. Características generales de las principales técnicas deproyección térmica.3. SÍNTESIS DE POLVOS NANOESTRUCTURADOSPARA PROYECCIÓN TÉRMICALa obtención de polvos nanoestructurado proyectablesse consigue en dos etapas [12,13]. Primero, hay que sintetizarlas nanopartículas. Es importante que tengan el tamañomás pequeño posible (

4. EJEMPLOS DE RECUBRIMIENTOS OBTENIDOSPOR PROYECCIÓN POR PLASMA DE POLVOSNANOESTRUCTURADOSEl principal objetivo del trabajo presentado a continuaciónera la obtención de recubrimientos nanoestructuradospor plasma atmosférico, empleando dos polvos dedistinta naturaleza, uno oxídico y otro no oxídico, ambosreconstituidos. La microestructura de los recubrimientosobtenidos se caracterizó mediante microscopía electrónicade barrido (MEB) con microanálisis por dispersiónde energías de rayos X (EDX) y difracción de rayos X(DRX). Además, se midió la microdureza Vickers (HV).Los resultados se compararon con los de sus homólogosconvencionales, es decir, recubrimientos obtenidos apartir de polvos micrométricos comerciales.Los principales parámetros de proyección aparecen recogidosen la tabla 5. Se proyectaron recubrimientos decarburo de wolframio usando mezclas Ar/H 2 o Ar/Hecomo gases plasmógenos con el fin de estudiar el efectode la naturaleza del gas secundario sobre las característicasde los recubrimientos obtenidos. Los recubrimientoscerámicos se proyectaron todos con hidrogeno. Se modificaronla intensidad del arco eléctrico y la distancia deproyección para evaluar el efecto de ambos parámetrossobre el proceso y la calidad de los recubrimientos.4.1. MaterialesTabla 5. Párametros de proyección empleados.Tabla 3. Características de los polvos cermets de WC-12wt%Co(información de los fabricantes).Se proyectaron recubrimientos cermets (WC-12wt%Co)y cerámicos (Al2O3- 13wt%TiO2) a partir de polvos comercialespara proyección térmica (convencionales ynanoestructurados). Las características de los polvos empleadosse recogen en las tablas 3 y 4. Todos los recubrimientosse obtuvieron sobre sustratos de acero inoxidable(tipo AISI 304) de dimensiones 150x30x2 mm.Tabla 4. Características de los polvos cerámicos de Al 2 O 3 -13wt%TiO2 (información de los fabricantes).4.2. Condiciones de proyecciónLos recubrimientos se obtuvieron usando una equipode proyección por plasma atmosférico de Sulzer Metco(pistola F4 MB), movido por un robot industrial. Antesde la proyección, el sustrato se granalló con corindón yse limpió con etanol para quitar cualquier resto depolvo o grasa de la superficie. En el caso de los recubrimientosde alúmina-titania, se proyectó una aleaciónmetálica (Ni-Al) entre el sustrato metálico y el recubrimientocerámico con el fin de mejorar laadhesión. Fue también necesario mantener la temperaturadel sustrato entre 95 y 200ºC durante todo el procesopara evitar desconchados durante el enfriamientofinal. En cambio, los recubrimientos de carburo de wolframiopresentaban una muy buena adhesión sin tomarninguna precaución adicional.4.3. Caracterización de los recubrimientos de WC-CoLa proyección por plasma es una técnica de alta energía.Por lo tanto, las partículas de WC pueden sufrir reaccionesde descarburización y/o oxidación durante el proceso,con el riesgo de deteriorar las propiedades mecánicasdel recubrimiento. El análisis por difracción de rayosX puso en evidencia esta descomposición, revelando lapresencia, no solo de carburos de wolframio (WC), sinotambién de carburo de di-wolframio (W 2 C) y wolframioelemental en todos los recubrimientos proyectados (figura4).Los recubrimientos proyectados con helio se descomponenmenos durante el proceso. En efecto, al usar helio envez de hidrógeno, la temperatura de llama es menor.Además, los altos caudales de gases (más de 100 l/min)dificultan la entrada de oxígeno en la llama, limitando laoxidación del material. En cambio, no se observaron diferenciasentre los recubrimientos obtenidos con elpolvo nanoestructurado y el convencional.La observación de los diferentes recubrimientos conMEB (en sección) ha mostrado microestructuras similaresen todos los casos. En la figura 5 se detallan dos micrografíasdel recubrimiento obtenido a partir del polvo nanoestructurado,usando helio como gas secundario. Todoslos recubrimientos presentan una microestructuramuy heterogénea y porosa, identificándose tres zonas diferentes.El recubrimiento se compone de una matrizcuyo contenido en wolframio, cobalto y carbono puedevariar. Dentro de esta matriz se encuentran partículasclaras, generalmente alargadas, cuyo análisis revela unalto contenido en wolframio: se trata probablemente delwolframio elemental identificado por DRX. Finalmente,se han identificado dispersiones finas de cristales de car-TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201231

uro de wolframio en una matriz rica en cobalto. Laforma angular de estos cristales indica que provienen delpolvo inicial. A mayores aumentos, se observó la cristalizaciónde nanocristales de carburos desde la matrizfundida, aunque no es posible saber si son de WC oW2C. Esta recristalización se observó en todos los recubrimientosproyectados.Figura 4. Espectro de difracción de rayos X de los recubrimientos deWC-Co obtenidos a) a partir del polvo convencional usando H 2 , b) apartir del polvo nanoestructurado usando H 2 c) a partir del polvoconvencional usando He y d) a partir del polvo nanoestructuradousando He.Figura 5. Micrografías MEB de los recubrimientos de WC-Conanoestructurados proyectados con helio (modo de electrones retrodispersados).de partida contienen esencialmente α-Al 2 O 3 . En general,los recubrimientos nanoestructurados presentan unarelación de α- a γ-alúmina mayor que los convencionales,como se indica en la figura 6. Los cambios efectuadosen los parámetros de proyección no modificanlas fases cristalinas presentes, pero sus proporciones relativaspueden variar. De hecho, en el caso del polvonanoestructurado, el uso de una distancia de proyecciónmás corta permite retener más corindón en el recubrimientofinal, debido al tiempo de residencia máscorto del polvo a alta temperatura. En consecuencia, alreducir la distancia de proyección, se preserva una mayorproporción de la nanoestructura inicial en el recubrimientofinal.La microestructura tambien se caracterizó mediante laobservación de los recubrimientos con MEB en modoBSE (figura 7) y análisis EDX. La caracterización mostróque los recubrimientos están formados por una matrizcompletamente fundida de γ–Al 2 O 3 con Ti +4 disuelto.Dentro de esta matriz se encuentran zonas claras conun alto contenido en TiO 2 . En el caso de los recubrimientosnanoestructurados también aparecen partículasen forma de aglomerados porosos. El análisis porEDX reveló una diferencia importante entre los recubrimientosconvencionales y nanoestructurados. En amboscasos, la matriz presenta una composición similarpero, en el caso del recubrimiento convencional, el titaniose encuentra segregado en las zonas claras, mientrasse reparte uniformemente en todo el recubrimientonanoestructurado.Tabla 6. Microdureza Vickers de los recubrimientos de WC-Co.Los resultados de la medida de la microdureza Vickers sedetallan en la tabla 6. Se observa que no hay grandes diferenciasentre los recubrimientos convencionales y losobtenidos a partir del polvo nanoestructurado. En cambio,los recubrimientos proyectados con helio presentanuna microdureza más alta que los obtenidos usando hidrógenocomo gas secundario.Figura 6. Espectro de difracción de rayos X de los recubrimientos deAl2O3-TiO2 obtenidos a partir a) del polvo convencional y b) delpolvo nanoestructurado.4.4. Caracterización de los recubrimientos de Al 2 O 3 -TiO 2En el caso de los recubrimientos cerámicos, el análisispor DRX revela que las fases principales son α-Al 2 O 3(corindón), γ-Al 2 O 3 , y TiO 2 (rutilo) cuando los polvosFigura 7. Micrografías MEB de los recubrimientos de Al 2 O 3 -TiO 2obtenidos a partir del polvo convencional (derecha) y del polvonanoestructurado (izquierda) en modo de electrones retrodispersados.32 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

Los resultados de la medida de la microdureza se recogenen la tabla 7. Teniendo en cuenta el error en los valoresobtenidos (5-10%) se confirma que los recubrimientosnanoestructurados presentan una microdurezamedia más elevada que sus homólogos convencionales.Se observa también que los cambios efectuados en losparámetros de proyección afectan menos a los primeros.Esto es probablemente debido a su baja conductividadtérmica, como consecuencia de la alta porosidad de losgránulos atomizados.7. REFERENCIAS[1] H. Gleiter, Nanostuctured materials: Basic conceptsand microstructure, Acta Mater., 2000, 48, p1-29.[2] E. Roduner, Size matters: why nanomaterials aredifferent, Chem. Soc. Rev., 2006, 35, p 583-592.[3] M. Gell, Application opportunities for nanostucturedmaterials and coatings, Mater. Sci. Eng. A.,1995, 204, p 246-251.[4] N.B. Dahotre, and S. Nayak, Nanocoatings for engineapplication, Surf. Coat. Technol., 2005, 194, p58-67.[5] He and J.M. Schoenung, Nanostructured coatings,Mater. sci. Eng. A, 2002, 336, p 274-319.Tabla 7. Microdureza Vickers (HV) de los recubrimientos deAl 2 O 3 -TiO 2 .5. CONCLUSIONESPara obtener recubrimientos nanoestructuras por proyeccióntérmica, es necesario disponer de un polvo nanoestructuradoreconstituido (aglomerados compuestos denanopartículas). Existen diferentes métodos para obtenernanopartículas pero su aglomeración se realiza principalmentemediante atomización.En este trabajo, se obtuvieron recubrimientos de WC-Co and Al 2 O3-TiO 2 por proyección por plasma atmosféricousando polvos nanoestructurados reconstituidos.En el primer caso, existe una descomposición importantede las particulas de WC durante la proyeccióncon la aparición de nuevas fases (W 2 C y W). Esta descarburizaciónse reduce al usar helio como gas de proyección.A nivel microestructural, los recubrimientos nanoestructuradosde Al 2 O 3 -TiO 2 presentan una matriz fundida deγ–Al 2 O 3 con Ti 4+ y zonas parcialmente fundidas que retienenla nanoestructura inicial del polvo. La presenciade estas zonas puede explicar la microdureza más elevadade éstos cuando se comparan con los recubrimientoshomólogos convencionales obtenidos a partir de polvosmicrométricos.6. AGRADECIMIENTOSLos autores agradecen a la CICYT por su financiacióna través del Proyecto MAT2006-12945-C03-02, y alGobierno de la Generalitat Valenciana por su financiacióndel Proyecto Interdisciplinar: “Desarrollo de recubrimientosnanoestructurados de altas prestacionesfrente a desgaste transferible al sector cerámico valenciano“.[6] E.H. Jordan, M. Gell, Y.H. Sohn, D. Goberman, L.Shaw, S. Jiang, M. Wang, T.D. Xiao, Y. Wang,and P. Strutt, Development and implementationof plasma sprayed nanostructured ceramic coatings,Surf. Coat. technol., 2001, 146-147, p 48-54.[7] Y. Zeng, S.W. Lee, and C.X. Ding, Plasma spray indifferent nanosize alumina, Mater. Lett., 2002, 57,p 495-501.[8] J. Ahn, B. Hwan, E.P. Son, S. Lee, and N.J Kim, Correlationof microstructure and wear resistance ofAl2O3-TiO2 coatings plasma sprayed with nanopowders,Metall. Mater. Trans. A, 2006, 37, p1851-1861.[9] H. Chen, and C.X. Ding, Nanostuctured zirconiacoating prepared by atmospheric plasma spraying,Surf. Coat. Technol., 2002, 150, p 31-36.[10] Y.C. Zhu, K. Yukimura, C.X. Ding, and P.Y. Zhang,Tribological properties of nanostructured and conventionalWC-Co coatings deposited by plasmaspraying, Thin Solid Films, 2002, 388 (1-2), p 277-282.[11] R.B. Heimann, Applications of plasma-sprayed ceramiccoatings, Key Eng. Mater., 1996, 122-124, p399-442.[12] 12. 12. J. He, and J.M. Schoenung, A review on nanostructuredWC-Co coatings, Surf. Coat. Technol.,2002, 157, p 72-79.[13] Eun Pil Song, Jeehoon Ahn, Sunghak Lee, and N. J.Kim, Microstructure and wear resistance of nanostructuredAl2O3-8wt.%TiO2 coatings plasma-sprayedwith nanopowders, Surf. Coat. Technol., 2006,201, p 1309-1315.Servicio Lector 33TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201233

CAMBIOS EN EL COMPORTAMIENTO TRIBOLÓGICO DE ACEROSINOXIDABLES MEDIANTE TRATAMIENTOS DUPLEX.J. Yagüe (1), A. Sola (1), R. Rodríguez (1), G.G. Fuentes (1), N. Martí (2),F. Montalá (2), J. De Damborenea (3), Mª A. Arenas (3), A. de Frutos (3)(1) Asociación de la Industria Navarra (AIN), 31191 Cordovilla, Pamplona.(2) Tratamientos Térmicos Carreras SA.(TTC), 08191 Rubí, Barcelona.(3) CENIM – CSIC, Av. Gregorio del Amo, 8, 28040 Madrid.RESUMEN:En este artículo se recogen los estudios realizados paravalorar la posibilidad de utilización de un equipo industrialde PVD y realizar in situ un tratamiento dúplex denitruración iónica y posterior deposición de recubrimientosduros por PVD. Los tratamientos Dúplex surgende la imposibilidad de depositar capas duras por PVDsobre sustratos blandos ya que, incluso a presiones decontacto medias, la deformación plástica del sustrato inducea la fractura del recubrimiento duro.Los tratamientos Dúplex (nitruración iónica +recubrimientosPVD se han propuesto como una solución parael tratamiento de aleaciones metálicas como aceros inoxidables,aleaciones de titanio o de aluminio, así comopara los aceros de herramientas. Además los materialesempleados en prótesis biomédicas o componentes de aeronáuticapueden sacar provecho del desarrollo de tratamientosDUPLEX que refuercen el sustrato y aumenten lacompatibilidad con el recubrimiento.Trabajando sobre muestras de AISI 304 se han realizadoestudios de optimización y control de los parámetros queinfluyen en la nitruración por plasma en el interior de lacámara de PVD, empleando el análisis de composiciónsuperficial mediante GDOES.Además de los ensayos de caracterización y análisis superficial,se ha estudiado la rugosidad superficial, microdureza,adherencia, fricción y desgaste, así como corrosiónsobre muestras no nitruradas, nitruradas y nitruradasy recubiertas con TiN.ABSTRACT:This paper evaluates the possibility of using an industrialPVD coating equipment for the homogenuous ionnitriding process and further PVD deposition of hardcoatings. These Duplex treatments have been proposedas a solution for the PVD deposition over soft substrates,because the plastic flow of the substrates induces thefracture of the hard coating even at medium contactpressures.Duplex treatments (ion nitriding + PVD coatings) are asolution for the treatment of metal alloys like, stainlesssteels, titanium alloys or, even, aluminium alloys as wellas tool steels. In addition, materials employed in medicalprostheses or in aeronautical components may benefit ofthe advantages of PVD coatings thorugh a DUPLEXtreatment that reinforce the substrate and improvescoating compatibility.Working on AISI 304 samples, studies have been done inorder to optimize and control the plasma nitridingparameters inside the PVD chamber.Subsequently the surface characterization and GD-OESanalysis, tests have been carried out over the untreated,nitrided and nitrided + TiN coated. It has been measuredtheir relative surface roughness, microhardness, adhesion,friction and wear as well as corrosion.34 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

1. INTRODUCCIÓNLos recubrimientos ordinarios de PVD tipo TiN, AlTiN,CrN, W-C:H,... poseen una excelentes propiedadesdesde el punto de vista de su dureza, coeficiente de friccióno de desgaste, siendo una solución adecuadísimapara muchos problemas. Sin embargo, cuando trabajamoscon substratos blandos (dureza inferior a 2 GPa), noes posible recurrir a los recubrimientos duros (dureza superiora 15 GPa) debido a que la deformación plásticadel substrato induciría la fractura del recubrimiento, inclusoa presiones de contacto no muy elevadas. Este es elcaso de muchos componentes industriales realizados endiversos materiales metálicos, así como el caso de prótesisy otros componentes de uso médico fabricados enaleaciones tan diversas como aceros inoxidables austeníticos,aleaciones de titanio, NiTinol o aleaciones CrCo[1-4].Una solución, para estos casos, puede consistir en unaacción doble (DUPLEX) que combine un primer tratamientode modificación superficial (por ejemplo una nitruración)con un proceso posterior de recubrimiento.De esta manera el recubrimiento duro no se aplica directamentesobre un substrato blando, sino sobre unsubstrato convenientemente reforzado, y más compatible.Figura 1. Nitruración, recubrimiento CrN PVD y tratamiento DUPLEX.El problema principal que suele suscitarse, desde unpunto de vista práctico, es cómo articular la secuenciade tratamientos. En particular, en el caso de la nitruración+ PVD, la solución ideal sería poder realizar ambostratamientos en la misma cámara, sin romper el vacío.Este trabajo presenta una serie de resultados preliminaresobtenidos sobre acero inoxidable AISI 304, muchos deellos directamente extrapolables a otros aceros y aleaciones.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALSe ha trabajado, en todo momento sobre probetas circularesplano-paralelas de 30 mm de diámetro y 3 mm deespesor, de acero AISI 304, con un pulido espejo (Ra = 5nm) por una de sus caras.Los tratamiento fueron aplicados secuencialmente en lacámara de vacío de un equipo PVD-arco METAPLAS IO-NON MZR323. Se realizó primero una nitruración porplasma colocando las muestras a potencial DC (-600 V)a una temperatura próxima a 500ºC y una presión de 1Pa con una mezcla de gases de 50% Ar y 50% N 2 , ionizadaal encender apantalladamente uno de los cátodosdel PVD-arco en un proceso Arc Enhanced Glow Discharge(AEGD). La nitruración tuvo una duración de 2horas.Dado que el bombardeo iónico correspondiente al procesode nitruración aumenta significativamente la rugosidadde las superficies (hasta 200 nm), se decidió evaluarla necesidad o no de interrumpir el proceso pararealizar un repulido entre la etapa de nitruración y la derecubrimiento, por lo que unas probetas se sometieron anitruración+repulido+PVD y otras a Nitruración+PVDdirecto, que son las que aparecen referenciadas comoDUPLEX.Sobre las probetas nitruradas se aplicaron recubrimientosPVD TiN (para los estudios de dureza y desgaste) y deCrN (para los de corrosión y tribocorrosión).Las medidas de rugosidad superficial se realizaron conun Perfilómetro Interferométrico WYCO RST500. La técnicade medición utilizada fue Vertical Scanning Interferometry(VSI).Para analizar la composición en profundidad de las superficiestratadas se empleó un equipo GD-OES JOBINYVON 10000 RF.Para llevar a cabo las mediciones de ultra-microdureza(HU) y propiedades elásticas superficiales se utilizó unmicro-indentador FISCHEROSCOPE H100 VP-XY capazde medir la profundidad de penetración en ciclos decarga-descarga. Los ensayos se realizaron a 750 y 10 mNpara una caracterización completa de recubrimiento ysubstrato. Se empleó también un microdurómetroBUEHLER Micromet para medir la microdureza Vickers.Para caracterizar la adherencia del recubrimiento alsubstrato se realizó un test de rayado CSM REVETEST(Scratch test) con punta de diamante de 200 µm de diámetro.Para los ensayos de Tribocorrosión se empleó un tribómetropin-on-disc adaptado para trabajar sumergido endistintos tipos de soluciones y realizar mediciones electroquímicas.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓNEl primer resultado de interés corresponde a los cambiosen rugosidad. El proceso de nitruración aumenta la rugosidadRa de 5 nm a más de 200 nm. Sin embargo se observaque tanto las muestras con pulido intermedio entrenitruración y recubrimiento como aquellas que se hansometido a un proceso DUPEX sin interrupción acabanTRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 201235

con una rugosidad Ra final en torno a los 70 nm, por loque no es necesario el pulido intermedio.Más aún, a la vista de los análisis GD-OES (Fig. 2), se observaque, en el caso del proceso interrumpido, el perfilde nitrógeno alcanza las 20 µm de profundidad, que esdonde ha llegado la nitruración, mientras que en el casodel proceso ininterrumpido, la nitruración prosigue duranteel recubrimiento, alcanzando la 60 µm de profundidad.No obstante, la principal ventaja que se deseaba obtenermediante un proceso DUPLEX era mejorar la adherenciadel recubrimiento. Los ensayos scratch test realizados(Figura 4) muestran una clara mejora del comportamientofrente a delaminación de las muestras sometidasal proceso combinado de nitruración másrecubrimiento.Figura 3. Perfiles de dureza HU en profundidad de las muestrasrecubiertas sin nitrurar (izquierda) ycon proceso DUPLEX (derecha).Figura 2. Perfiles GD-OES de composición en profundidad de lasmuestras con pulido intermedio (izquierda) y con proceso DUPLEXininterrumpido (derecha).Respecto a la dureza superficial, la Tabla 1 muestra losvalores de Dureza Vickers y Dureza Universal paramuestras de referencia y con distintos tratamientos.Figura 4. Resultados de los ensayos scratch test para probetasnitrurada, recubierta y con procesos combinados.Tabla 1: Dureza Vickers (HV 50 g), Dureza Universal (HU), MóduloElástico corregido y % de Deformación elástica para las distintasmuestras de acero AISI.Se observa que los valores más altos de Dureza Vickerscorresponden a las muestras nitruradas y recubiertas, especialmenteal proceso DUPLEX. A cargas bajas (10mN), la dureza HU del recubrimiento sobre substrato sinnitrurar es algo más alta que las de los procesos combinados,pero esta dureza no se mantiene en profundidad,como se observa en la Figura 3: sólo cuando el substratoestá nitrurado se alcanza una máxima dureza en profundidady los valores más altos de Módulo Elástico y recuperaciónelástica.Los ensayos de desgaste tipo Pin-on-disc, en seco, dieronresultados similares para todas las muestras recubiertas,tanto con substrato nitrurado como sin nitrurar.Figura 5. Dispositivo experimental para el ensayo de la tribocorrosión.Ensayos similares con resultados similares fueron realizadospara el recubrimiento CrN, cuyo potencial frentea corrosión y tribocorrosión es superior al del TiN. Eneste caso, son precisamente los ensayos de tribocorrosiónlos que proporcionaron resultados más interesantespara el AISI 304 con un tratamiento DUPLEX Nitruración+ CrN. El dispositivo experimental utilizado semuestra en la figura 5. Los ensayos se realizaron contrabola de alúmina de 3 mm, con una fuerza normal de 5N y 60 rpm, en solución Hank, simulando los fluidosdel cuerpo humano y a 37ºC, ya que se pretende evaluarla idoneidad de los tratamientos para su aplicaciónen prótesis quirurgicas.36 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

La figura 6 muestra los resultados de desgaste de la probetarecubierta por un proceso DUPLEX con CrN, respectoa la probeta de AISI 304 de referencia.Figura 6. Perfiles del surco de desgaste en un ensayo de tribocorrosiónsobre AISI 304 para probeta sin tratar (izquierda) y probeta conrecubrimiento DUPLEX CrN (derecha).4. CONCLUSIONES• Se ha conseguido realizar tratamientos DUPLEX Nitruración+ Recubrimiento PVD utilizando una únicacámara de PVD para ambos procesos. Los perfiles denitrógeno en profundidad superan las 20 µm y alcanzan,en los procesos DUPLEX ininterrumpidos, las60 µm.• Pese al aumento de rugosidad debido al bombardeoiónico durante el proceso de nitruración por plasma,no hay necesidad de interrumpir el proceso para realizarun pulido antes de la etapa de recubrimiento, yaque la rugosidad final de la capa PVD no supera las 70µm en ningún caso.• Los recubrimientos DUPLEX TiN muestran mejorasevidentes en dureza, otros parámetro mecánicoscomo módulo elástico o recuperación elástica. Esto espatente cuando se ensayan a cargas cuya indentaciónrebasa el espesor del recubrimiento, ya que el papeldel substrato reforzado consigue mantener la DurezaVickers en torno a 2.000, cuando el mismo ensayopara recubrimientos sin nitruración no supera los 800Vickers.• Resultados similares se obtienen para el sistema DU-PLEX CrN. En este caso se está ensayando también supotencialidad frente a tribocorrosión. Los resultadospreliminares indican que el sistema es especialmenteadecuado para trabajar en situaciones que replican elfuncionamiento en cuerpo humano, lo cual es prometedorde cara al empleo de estos tratamientos en prótesismédicas.5. AGRADECIMIENTOSLos autores quieren expresar su agradecimiento al CDTI,como gestor del programa EUREKA así como al Ministeriode Industria, Turismo y Comercio (MITYC) y al Departamentode Innovación del Gobierno de Navarra porla cofinanciación del proyecto EUREKA E! 3499 DU-BIOP.6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS[1] L.V. Santos, V.J. Trava-Airoldi, E.J. Corat, J. Nogueira,N.F. Leite, Surf. Coat. Technol. 200 (2006)2587-2593.[2] U. Wiklund, I.M. Hutchings, Wear 251 (2001) 1034-1041.[3] A. Dorner, C. Schürer, G. Reisel, G. Irmer, O. Seidel,E. Müller, Wear 249 (2001) 489-497.[4] J.C. Avelar-Batista, E. Spain, J. Housden, G.G. Fuentes,A. Sola and R. Rodriguez. Triode plasma nitridingand PVD coating: a successful pre-treatmentcombination to improve the wear resistance of DLCcoatings on Ti6Al4V alloy. Submitted to Thin SolidFilms (2006).Servicio Lector 34WITT-GASETECHNIKEQUIPA EL SÚPER BARCO.MEZCLADOR DE GASESPARA "PIETER SCHELTE"El especialista alemán en gases WITT celebrala obtención de un encargo muy especial:La empresa de Witten se encargará deproporcionar la tecnología para la mezclade gases al "Pieter Schelte", el buque deapoyo más grande del mundo que se estáconstruyendo.Los sistemas irán destinados a los grandesequipos de soldadura que van a bordode este extraordinario buque valorado en1.300 millones de Euros. Su botadura trasTRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012BREVEStres años de construcción por la empresasurcoreana Shipbuilding&Marine Engineering-DSMEestá prevista para el 2013.Este buque, fabricado para el grupo suizoAllseas Group, tendrá unas dimensionesimponentes, 382 m de eslora y 117 m demanga: Supera con creces, al por el momentobarco más grande de este tipo, el"Solitaire".Además de la carga de plataformas completasde perforación el "Pieter Schelte" tienecomo función principal la colocación deoleoductos y gaseoductos. Tubos de acero,con un diámetro de hasta 68 pulgadas, sesoldarán a bordo y se sumergirán a kilómetrosde profundidad en el suelo marino. "Latécnica de soldadura es una función claveen el barco" nos confirma Martin Bender, eljefe de ventas de WITT. "El hecho de habersedecidido por nuestra tecnología contribuiráa un resultado eficiente y fiable."Los diversos puestos de soldadura se alimentaráncon una mezcla de gas compuestapor argón, dióxido de carbono y helio queWITT producirá a bordo y que será controladapor sistemas automáticos de análisisdel propio fabricante.Mezcladores y analizadores de WITT aseguranen muchas más otras aplicaciones elsuministro de gas al más alto nivel tecnológico– por ejemplo en el procesamiento demetal o vidrio, en la industria alimentaria oen la tecnología láser.37

Para estar presente en esta GUIA, contactar con revistas@metalspain.comEl precio es: 45 Euros / mes (un precio anual preferencial de 485 Euros.Además de la presencia impresa en la revista, las tarjetas están en el nuevo repertorioInternetTRATAMIENTOS TERMICOS.Ver: http://www.metalspain.com/directorioTT.htmlLas tarjetas publicadas en internet vienen con un vínculo directamente a su webAdemás con su tarjeta viene con presencia en ellisting de proveedores en internet.El precio es: 45 Euros / mes(un precio anual preferencial de 485 Euros).Para toda informaciónTel : 91 576 56 09contactar con revistas@metalspain.comGUIA38TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012

GUIAIpsen International GmbHFlutstraße 78 Teléfono 00 49-28 21-8 04-5 18D-47533 Kleve www.ipsen.dePARA ESTAR PRESENTE ENESTA RÚBRICA:enviar un email a:revistas@metalspain.comTel: 91 576 56 09TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012 39

GUIA✃SERVICIOLECTORMAYO-JUNIO 2012ENVIAR A:C/ Cid, 3, P2 - 28001 MadridTel. 915 765 60940 TRATAMIENTOS TERMICOS. MAYO-JUNIO 2012