Endurecimiento artificial por envejecimiento de la aleación de aluminio 6063

Abstract

Con la finalidad de cumplir con el Reglamento Interno de la universidad para optar el título de Ingeniero Metalurgista, me permito presentar el presento trabajo: “Endurecimiento Artificial por Envejecimiento de la Aleación de Aluminio 6063'’. En nuestra vida diaria siempre tenemos la oportunidad de encontrarnos frente a marcos de ventana, utensilios, etc., a base de aluminio: pero generalmente no se nos ha ocurrido preguntarnos acerca de sus propiedades físicas, la cual es consecuencia del entramado atómico y del tamaño de grano y/o distribución adecuada por tratamiento térmico. Por decir una simple olla de aluminio no es producto sólo de una operación de fundición y colada, sino que ha sufrido un cierto tratamiento para ofrecer buena resistencia térmica; de la misma forma un marco de ventana para buena resistencia mecánica. La finalidad de este trabajo es aplicar el temple T6 para endurecer la aleación 6063. La idea inicial partió de un estudio que se hizo en la firma METINSA, sobre una aleación particular de duraluminio, denominado según la norma ALCOA, aleación 6063 (0.7% Mg, 0.4 % Si), que se fabrica a partir del aluminio comercial EC ( 99.45% Al). Pero sucede que METINSA compra esta aleación incluso ya con un tratamiento térmico de disolución (llamado comúnmente homogenizado), y debido a la gran cantidad de chatarra que se acumula de este material durante la extrusión y procedente de INDECO S.A., lo que se hace es refundir esta retacería en un horno de colada continua y dosificar convenientemente los aleantes para obtener dicha aleación, teniendo especial cuidado en lo que respecta a la adición de magnesio, que se hace en el momento de la colada, ya que como su b. pt- (punto de ebullición) es baja (1105C) se puede evaporar. Además, se presenta otro problema más grave todavía en cuanto a este material, en lo concerniente a la solidificación, en el horno de colada continua; es por eso que aprovechando de un convenio de investigación METINSA-ITINTEC realizamos un estudio de solidificación, para tratar de producir un billet homogéneo y que se acerque a las características del material importado. Pero lo fundamental, es que METINSA en ese tiempo, no contaba todavía con un horno de tratamiento térmico de disolución, ya que recién estaba en instalación, a esta aleación que se producía no se le hacía ningún trata miento de este tipo, y esa fue la ocasión para diseñar un tratamiento térmico, para sugerir las condiciones de temperatura, tiempo y tamaño de grano, i.e, seleccionar el ciclo tiempo- temperatura para optimizar el endurecimiento. Como ya se mencionó anteriormente, la planta cuenta con un horno en la que se hace el tratamiento térmico de precipitación de las piezas extruidas. Se ha acostumbrado a hacer solamente este tipo de tratamiento, dado que los billets que se importa ya vienen con tratamiento de disolución. Cabe mencionar que todos los trabajos experimentales lo realizamos en el Laboratorio del Departamento de Metalurgia de la UNI. Se hicieron pruebas de disolución y precipitación para endurecer la aleación 6063, ya que ésta se endurece debido a la precipitación de un compuesto inter metálico (fase intermedia), que es Mg2Si. La parte fundamental del trabajo viene a ser la experimentación y las conclusiones derivadas de ellas. Lo novedoso en esta parte es nuestra inquietud de introducirnos en la criogenia, para observar las propiedades que ofrecen los materiales a bajas temperaturas y compararlas a las propiedades en temperaturas ambientales. Se realizaron envejecimientos artificiales a temperaturas criogénicas, utilizando hielo (0°C), mezcla CO2 - acetona (-77°C) y nitrógeno líquido (-196 °C). Para estas pruebas usamos un Dewar prestado del Departamento de Física.