Los metales refractarios, entre los que se incluyen el tungsteno, el molibdeno, el tantalio y el niobio, tienen temperaturas de fusión excepcionalmente altas (por encima de los 1925 °C) y, por lo tanto, pueden utilizarse a altas temperaturas. Entre sus aplicaciones se incluyen filamentos para bombillas, toberas de cohetes, generadores de energía nuclear, condensadores electrónicos basados en tantalio y niobio, y equipos de procesamiento químico. Sin embargo, estos metales tienen una alta densidad, lo que limita su resistencia específica.
RECOCIDO BRILLANTE
Definición según la norma DIN EN 10052: «Recocido realizado en un medio que permite mantener el acabado metálico original de la superficie, evitando la oxidación del metal».
El recocido es un «tratamiento térmico que consiste en calentar y mantener a una temperatura adecuada, seguido de un enfriamiento en condiciones tales que, tras volver a la temperatura ambiente, el metal se encuentre en un estado estructural más cercano al de equilibrio».
Un medio es un «entorno en el que se coloca el producto durante una operación de tratamiento térmico. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso. »
Los metales refractarios clásicos son el molibdeno, el tungsteno, el niobio y el tantalio. El Mo y el W forman carburos y óxidos volátiles. Tanto el hidrógeno como el nitrógeno pueden considerarse inertes para el Mo y el W puros, pero puede producirse nitruración interna en aleaciones que contienen Ti, Zr y Hf.
Dado que el Nb y el Ta absorben oxígeno, nitrógeno, carbono e hidrógeno de la atmósfera, el recocido se realiza al vacío o con argón con puntos de rocío muy bajos.
Por ejemplo, el tantalio comienza a absorber nitrógeno e hidrógeno a unos 600-650 °C, y en ambos casos se produce la fragilización del metal base.
La composición exacta y constante del gas protector es fundamental para la calidad de las superficies metálicas. Se deben evitar 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, lo que garantiza 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»
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».
La sinterización del molibdeno y el tungsteno se lleva a cabo en hidrógeno puro.
Proceso Messer = «Hydrotherm»
El tantalio y el niobio se procesan al vacío para eliminar el oxígeno, en argón o helio.
Proceso Messer = «Neutrotherm»
SOLDADURA FORTE Y SOLDADURA FORTE A ALTA TEMPERATURA
La soldadura fuerte es un proceso de unión en el que los metales se unen entre sí utilizando un metal de aportación con una temperatura de fusión superior a 450 °C, pero inferior a la temperatura de fusión del metal base.
La soldadura fuerte a alta temperatura es una soldadura sin fundente en ausencia de aire (vacío, gas protector) con metales de aportación cuya temperatura de fusión es superior a 900 °C.
Las atmósferas de hidrógeno seco purificado y gas inerte (helio, argón) son adecuadas para soldar molibdeno. Para soldar molibdeno puro, la pureza de la atmósfera de hidrógeno no es crítica. Se requiere un punto de rocío bajo para soldar aleaciones de molibdeno con titanio, como TZM.
El tungsteno se puede soldar en una atmósfera de gas inerte (helio, argón), en hidrógeno o al vacío.
La soldadura al vacío es la preferida para soldar niobio y tantalio. También se puede utilizar helio o argón de alta pureza.
Procesos Messer = «Neutrotherm», «Hydrotherm».
