Tratamiento térmico de las Bielas


FABRICACIÓN Y USO DE LAS BIELAS EN LA INDUSTRIA

El proceso de tratamientos térmicos ha revolucionado la industria en general, ya que es posible mejorar las propiedades de un material sin necesidad de alterarle la composición química. Propiedades como dureza y resistencia, entre otras, se mejoran gracias a estos procesos. Cada tratamiento térmico proporciona propiedades mecánicas diferentes,por ejemplo, la dureza obtenida por el temple es mayor que la obtenida por el recocido o normalizado. Lo anterior se debe a la estructura interna presente después de cada tratamiento, al tamaño de grano y a la cantidad de inclusiones en el material.
Se le llama tratamiento térmico al proceso de calentar y enfriar un material o pieza, a condiciones de temperatura, tiempo, velocidad deenfriamiento y/o calentamiento controladas, en el estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas (la dureza, la resistencia y la elasticidad). Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono, aunque también es posible aplicarle tratamientos térmicos a aleaciones no ferrosas y cerámicas. Se pueden realizarTratamientos Térmicos sobre una parte ó la totalidad de la pieza. En algunos casos, el tratamiento se aplica antes del proceso de formado (recocido para ablandar el metal y ayudar a formarlo más fácilmente mientras se encuentra caliente). En otros casos, se usa para aliviar los efectos del endurecimiento por deformación. Finalmente, se puede realizar al final de la secuencia de manufactura para lograrresistencia y dureza.

Los tratamientos térmicos de temple y revenido son los más usados en la industria. Al proceso de temple y revenido es común llamarlo, tratamiento térmico de bonificado. El proceso del tratamiento térmico de temple, consiste en calentar la pieza 50 ºC por encima de la temperatura de austenizacion del material a tratar, seguido de un sostenimiento, a dicha temperatura, de30 a 60 minutos (este tiempo es indispensable, ya que se debe asegurar la difusión atómica y así garantizar que haya una estructura austenitica en su totalidad), por último se le aplica un enfriamiento rápido para producir la estructura martensitica. Posterior al temple, se reviene la pieza (el fin del revenido es liberar tensiones y disminuir la acicularidad de la martensita), este proceso serealiza entre los 200 a 300°C como proceso para liberar tensiones ó entre 580°C a 630°C para el bonificado. Este tratamiento térmico es de suma importancia, ya que ofrece dureza y a la vez tenacidad a la pieza, y por ende mayor rango de trabajabilidad.
En la industria automovilística, las bielas cumplen un papel importante, ya que estas son las encargadas de transferir la energía proporcionada por lacombustión dentro del motor, al cigüeñal y este a su vez a las llantas del vehículo. Las bielas, en general, consisten en una barra rígida diseñada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Como función principal, sirven para transformar un movimiento circular en un movimiento lineal. Actualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión interna y en loscompresores alternativos. Se diseñan con una forma específica para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal. Su sección transversal o perfil puede tener forma de H, I o cruz. Los principales esfuerzos a los que está sometido la biela son de flexión compuesta en el movimiento de la carga al explotar la mezcla de combustible, la compresión estaría dada por la componente de la fuerza sobre eleje longitudinal de la biela, y a flexión por la componente transversal a la misma, y lo mismo por la carga a través del cigüeñal al ponerse en movimiento. Por lo anterior, es muy importante controlar el proceso de fabricación, desde la materia prima hasta el posterior proceso térmico para optimizar las propiedades. Los puntos críticos de las bielas están ubicados en la mitad y al final del brazo...