Cuando se aplica tratamiento térmico al aluminio y sus aleaciones, su uso suele limitarse a operaciones específicas destinadas a aumentar la resistencia y la dureza de las aleaciones forjadas y fundidas endurecibles por precipitación. Estas aleaciones suelen denominarse «aleaciones tratables térmicamente» para distinguirlas de aquellas en las que no se puede lograr un endurecimiento significativo mediante calentamiento o enfriamiento. Estas últimas, denominadas generalmente aleaciones «no tratables térmicamente», dependen principalmente del trabajo en frío para aumentar su resistencia. El calentamiento para disminuir la resistencia y aumentar la ductilidad (recocido) se utiliza con aleaciones de ambos tipos; las reacciones metalúrgicas pueden variar según el tipo de aleación y el grado de ablandamiento deseado. Los tratamientos de recocido completo o parcial son los únicos que se utilizan para las aleaciones no tratables térmicamente.

RECOCIDO BRILLANTE

Las aleaciones de aluminio en bobinas y las láminas se trataban térmicamente de forma tradicional en una atmósfera generada exotérmicamente o en aire. Las aleaciones de aluminio que contienen incluso cantidades muy pequeñas de Mg y/o Mn formarán óxidos superficiales a menos que la atmósfera del horno de recocido esté libre de humedad y oxígeno.

Otro problema que el control de la atmósfera de recocido ayuda a superar o evitar es la mancha de aceite por lubricantes de rodillos a base de aceite que no se queman a temperaturas de recocido más bajas. Si el contenido de oxígeno de la atmósfera del horno se mantiene muy bajo durante dicho recocido, el aceite no se oxidará ni manchará la pieza.

Además, el uso de aire y gas exotérmico puede producir condiciones explosivas en la atmósfera del horno. Dependiendo de la cantidad de lubricantes de laminación que recubran la superficie de las bobinas, podría producirse una condición explosiva en el horno durante la vaporización de las bobinas en una atmósfera de aire. Además, la variación en la composición de la atmósfera puede producir manchas de aceite inesperadas.

Por otra parte, los generadores exotérmicos tienen altos costes de mantenimiento y, en ocasiones, provocan pérdidas de producción debido a averías en los equipos.

En consecuencia, casi todos los tratadores térmicos de aluminio utilizan una atmósfera de nitrógeno puro suministrada por tanques de nitrógeno líquido almacenado.

El nitrógeno purga el oxígeno del horno, elimina el riesgo de explosión debido a los vapores de aceite y evita la formación de atmósferas inflamables que contienen componentes tóxicos como el CO, que se encuentran en las atmósferas exotérmicas.

La composición exacta y constante del gas protector es fundamental para la calidad de las superficies metálicas. Debe evitarse de forma fiable cualquier reacción química no deseada con el metal. La solución es el proceso Neutrotherm, que se basa en una mezcla de gases neutros que contiene menos del 5 % de hidrógeno.

Con una inversión mínima en hardware, el proceso proporciona una excelente protección contra la oxidación del metal, garantizando que la superficie permanezca limpia.

Proceso Messer = «Neutrotherm»

SINTERIZACIÓN

Definición según la norma ISO 3252: La sinterización es un «tratamiento térmico de un polvo o compacto a una temperatura inferior al punto de fusión del componente principal, con el fin de aumentar su resistencia mediante la unión de las partículas».

Las piezas metálicas de polvo de aluminio sinterizadas en atmósferas controladas dan como resultado una eliminación eficaz del aglutinante, un control del tamaño, menos hollín y un acabado superficial brillante.

Es importante comprender la importancia de introducir gases en las zonas específicas del horno donde son más eficaces. Denominadas «zonificación», estas técnicas especiales de inyección de atmósfera controlan tanto el patrón de flujo como la química de la atmósfera.

Dependiendo de las aleaciones que se vayan a sinterizar, además del nitrógeno puro, se utilizan mezclas de hidrógeno y nitrógeno.

La composición exacta y constante del gas protector es fundamental para la calidad de las superficies metálicas. Debe evitarse de forma fiable cualquier reacción química no deseada con el metal. La solución es el proceso Neutrotherm, que se basa en una mezcla de gases neutros que contiene menos del 5 % de hidrógeno.

Con una inversión mínima en hardware, el proceso proporciona una excelente protección contra la oxidación del metal, garantizando que la superficie permanezca limpia.

Proceso Messer = «Neutrotherm»

El proceso Hydrotherm se basa en una mezcla de gases que contiene hasta un 100 % de hidrógeno. En este caso, el hidrógeno no solo tiene una acción química, sino que, gracias a su alta conductividad térmica, también desempeña una función física.

Proceso Messer = «Hydrotherm»

SOLDADURA

La soldadura de aluminio es el proceso preferido para la producción de intercambiadores de calor para automóviles, como radiadores, condensadores, evaporadores y núcleos calefactores.

Este proceso, denominado proceso de soldadura con fundente NOCOLOK®, se lleva a cabo en hornos de cinta continua bajo nitrógeno puro.

El nitrógeno se introduce en la sección crítica de soldadura del horno y fluye hacia la entrada y la salida. Esto evita la entrada de contaminantes desde el exterior del horno.

A medida que el componente entra en la zona crítica de soldadura, se establece la atmósfera del horno, es decir, el punto de rocío es ≤ –40 °C y la concentración de oxígeno residual es < 100 ppm. Estas condiciones son necesarias para obtener resultados óptimos de soldadura.

Proceso Messer = «Neutrotherm»