Bonificado del acero: proceso y propiedades

El bonificado (quenching and tempering en terminología anglosajona, a menudo designado como +QT en normas europeas) es un tratamiento térmico integral que afecta a toda la sección transversal de la pieza. A diferencia de los tratamientos superficiales como la cementación, el bonificado busca homogeneizar las propiedades mecánicas del núcleo y la superficie.

El proceso se divide en dos etapas consecutivas:

1. Temple: Se calienta el acero hasta alcanzar su zona austenítica (generalmente entre 840 °C y 950 °C, según el grado de aleación) para transformar su microestructura. Posteriormente, se realiza un enfriamiento rápido en medios como agua, aceite o polímeros para obtener martensita, una estructura extremadamente dura pero frágil.
2. Revenido: Inmediatamente después del temple, la pieza se recalienta a una temperatura inferior al punto crítico (habitualmente entre 500 °C y 650 °C). Este paso es crítico para reducir las tensiones internas y la fragilidad, transformando la martensita en sorbita revenida, que ofrece una excelente combinación de tenacidad y resistencia.

El bonificado es el estándar para componentes que operan bajo cargas cíclicas, impactos o fatiga. Según datos técnicos de la norma EN 10083-3, que regula las condiciones técnicas de entrega para aceros aleados, este tratamiento es indispensable para materiales como el 42CrMo4 (1.7225).

Beneficios del proceso

• Estabilidad dimensional: Presenta una menor tendencia a la deformación en comparación con otros tratamientos térmicos, facilitando el mecanizado de precisión.
• Tenacidad al impacto: Permite que la pieza absorba energía sin fracturarse, una propiedad crítica para ejes y bielas.
• Resistencia a la fatiga: Mejora significativamente la vida útil de componentes sometidos a ciclos repetitivos de carga.

Comparativa de estados del acero

Nota: Los valores de dureza son orientativos y dependen del contenido de carbono y elementos de aleación.

¿Quién debe utilizar aceros bonificados? Principalmente, empresas del sector de la automoción, aeronáutica, energía y maquinaria pesada. Componentes como cigüeñales, árboles de transmisión, engranajes de alta carga y bulones requieren este tratamiento para garantizar la seguridad operativa.

Consideraciones para el mecanizado

El mecanizado de piezas ya bonificadas exige herramientas de corte de alto rendimiento, como el metal duro recubierto. Se deben aplicar velocidades de corte moderadas para evitar el sobrecalentamiento de la pieza, lo cual podría alterar las propiedades mecánicas obtenidas en el tratamiento térmico. En procesos de alta complejidad, empresas como Izadi Mecanizados emplean controles de calidad rigurosos para asegurar que las tolerancias geométricas se mantengan dentro de los rangos exigidos tras el tratamiento.

Normativa y calidad

El cumplimiento de las normas ISO y UNE es obligatorio en el sector. La norma ISO 683-1 (o su equivalente europeo EN 10083) especifica los requisitos técnicos para aceros de bonificación. Es vital realizar ensayos de dureza (escala Rockwell HRC o Brinell HB) tras el proceso para verificar que la pieza cumple con la especificación del plano de diseño. La falta de control en el tiempo de mantenimiento (estimado en 1 minuto por milímetro de sección según fuentes técnicas) puede provocar variaciones en la dureza final y comprometer la pieza.

• ISO (International Organization for Standardization)^[1] - Normativa internacional sobre aceros y tratamientos.
• UNE (Asociación Española de Normalización)^[2] - Normas técnicas aplicables en España.
• EN 10083-3: Aceros para temple y revenido^[3] - Especificaciones técnicas europeas.
• Guía de tratamientos térmicos - Grupo TTT^[4] - Información técnica sobre procesos de bonificado.