¿Qué es el trabajo en caliente?
El trabajo en caliente es un término para calentar acero u otros metales y luego rodarlos, estamparlos o martillarlos en las formas deseadas. Calentar metales por encima de su punto crítico, donde los cristales de metales pueden fluir como líquidos muy espesos, reduce el estrés y los hace más fáciles de enrollar o dar forma. El metal sometido a trabajo en caliente puede ser menos frágil o menos propenso a agrietarse que los metales procesados en frío.
Los metales contienen una estructura cristalina, una mezcla aleatoria de cristales de muchos lados que se pueden comparar con los granos de arena. Cuando la mayoría de los metales están a temperatura ambiente, los cristales están muy juntos y el metal se considera rígido. Si el metal se calienta por encima de su temperatura de cristalización, conocido como el punto crítico, los cristales pierden su agarre entre sí y el metal fluirá o se puede moldear fácilmente.
El trabajo en frío de metales a temperatura ambiente crea piezas metálicas muy duras, pero puede causar tensiones en el metal que conducen a eventuales grietas o fallas. Esto ocurre porque los cristales metálicos no pueden moverse uno alrededor del otro y desean volver a una condición de menor estrés. La conformación en frío se puede comparar con estirar una banda de goma, con los cristales bajo tensión. Los metales se pueden calentar más tarde en un proceso llamado recocido, donde el metal se calienta a una temperatura alta, se mantiene allí y luego se enfría lentamente para reducir el estrés. El trabajo en caliente evita este estrés y hace que el metal sea mucho más fácil de manejar.
Cuando se laminan metales calientes, los cristales metálicos se deslizarán entre sí y cambiarán de forma circular a formas largas y más delgadas. Este cambio puede hacer que el metal sea más fuerte en la dirección de los cristales, pero más débil si se agrega fuerza opuesta a la dirección. Los metales laminados se pueden recocer para recuperar parte de la forma original del cristal, lo que fortalece el metal.
Trabajar a temperaturas más altas crea un metal dúctil, que es un metal que puede flexionarse o es menos frágil. La ductilidad puede ser una desventaja para las piezas que necesitan alta resistencia al impacto, como herramientas o cuchillas. El trabajo en caliente puede ser seguido de templado, que es calentamiento seguido de enfriamiento rápido en agua o aceite, para recuperar parte de la dureza del metal trabajado en frío.
Una desventaja del trabajo en caliente es la temperatura requerida para alcanzar el punto crítico de algunos metales. Algunos aceros de alta resistencia pueden requerir calentamiento a temperaturas muy altas para permitir el trabajo sin crear tensiones metálicas. Estas temperaturas pueden requerir máquinas herramientas especiales capaces de mantener su propia resistencia y tenacidad cuando se exponen a las altas temperaturas del metal. Este equipo también puede requerir circuitos de calentamiento a alta temperatura en rodillos o piezas de estampado para mantener el metal caliente y evitar el trabajo en frío.