¿Cuál es la temperatura de recocido del aluminio 6061?

La mayoría de los ingenieros luchan por conseguir las condiciones de recocido adecuadas para el aluminio 6061. Las temperaturas incorrectas provocan propiedades mecánicas incoherentes, grietas o desperdicio de material.

La temperatura de recocido ideal para el aluminio 6061 es de unos 415°C (775°F), mantenida durante 2-3 horas, seguida de un enfriamiento controlado en el horno.

Muchos no se dan cuenta de lo cruciales que son el tiempo de remojo y la velocidad de enfriamiento. En este artículo, explicaré cada variable para ayudarte a evitar el ensayo y error.

¿Qué rango de temperatura alcanza el recocido completo en la aleación 6061?

La mayoría de los fabricantes manejan recomendaciones confusas para el tratamiento térmico. Algunas fuentes enumeran amplios intervalos de temperatura o carecen de duraciones de tiempo específicas.

Para recocer completamente el aluminio 6061, hay que calentarlo a unos 415°C (775°F). Esta temperatura permite la recristalización sin acercarse al punto de fusión.

La recristalización comienza cuando la temperatura supera los 260°C (500°F), pero el recocido completo requiere una temperatura más alta y constante. El objetivo es aliviar las tensiones internas y restablecer la microestructura del metal. A 775 °F, el material se ablanda lo suficiente para la conformación profunda o el mecanizado posterior.

Comprender las condiciones de recocido total

El 6061 es una aleación de aluminio endurecible por precipitación, lo que significa que su dureza depende de su historial de tratamiento térmico. Un recocido completo elimina todos los efectos de endurecimiento anteriores. Esto crea una base blanda y dúctil denominada estado "O".

A continuación se ofrece un desglose de los intervalos de temperatura de recocido y los resultados esperados:

Cualquier temperatura superior a 800 °F entraña el riesgo de engrosamiento del grano, distorsión y daños en el perfil mecánico. Por eso es esencial evitar el sobrecalentamiento durante el recocido.

¿Cómo afecta el recocido a la dureza y la microestructura del 6061?

Se podría pensar que el recocido sólo ablanda el aluminio. Pero hace mucho más. Cambia la propia estructura del metal.

El recocido reduce considerablemente la dureza y sustituye los granos deformados por granos finos y equidistantes, lo que hace que la aleación sea más dúctil y trabajable.

Durante el conformado o la extrusión, el 6061 desarrolla granos alargados y una alta densidad de dislocaciones. Esta tensión interna es como un daño invisible. El recocido lo cura. Los átomos se reorganizan en una nueva estructura libre de tensiones.

Cambios en la microestructura

A medida que aumenta la temperatura, se producen los siguientes cambios:

1. Fase de recuperación (250-350°C): Disminuye la densidad de dislocación. Se produce un ablandamiento menor.
2. Recristalización (350-415°C): Se forman nuevos granos. El metal se vuelve mucho más blando.
3. Crecimiento del grano (>415°C): Si se mantiene demasiado tiempo, los granos crecen, reduciendo la dureza.

He aquí una tabla resumen de los cambios durante el recocido:

Estos cambios son beneficiosos antes de la conformación profunda o el mecanizado CNC. Pero si tiene previsto volver a tratar térmicamente la aleación (por ejemplo, a T6), evite un crecimiento excesivo del grano durante el recocido.

¿Cuál es el tiempo de inmersión óptimo a la temperatura de recocido?

Muchos talleres utilizan el método de ensayo y error para determinar el tiempo de remojo. Pero los resultados inconsistentes conducen a una mala calidad del producto y al desperdicio de energía.

Para un recocido completo del aluminio 6061, sumerja la aleación a 415°C (775°F) durante 2-3 horas para asegurar una recristalización completa.

El tiempo de remojo es el tiempo que el metal permanece a la temperatura objetivo, no el tiempo que el horno está encendido. Comienza cuando el núcleo del metal alcanza los 775 °F. Las secciones más grandes necesitan más tiempo para igualarse internamente.

Tiempo vs. Espesor

Por regla general, el tiempo de inmersión aumenta con el grosor del metal:

Este proceso de calentamiento lento también ayuda a evitar deformaciones o grietas durante el recocido. Las chapas finas pueden alcanzar la temperatura deseada rápidamente, pero los tochos o las barras necesitan más paciencia.

Los tiempos más cortos (1 hora o menos) sólo pueden iniciar la recuperación, no el recocido completo. Esto es útil solo para aliviar tensiones, no para restablecer completamente las propiedades.

Si el consumo de energía es un problema, considere el procesamiento por lotes para mejorar la eficiencia. Pero verifique siempre los tiempos de remojo en función del tamaño y la uniformidad de las piezas.

¿Qué método de enfriamiento sigue al recocido 6061?

Resulta tentador sacar la pieza del horno y dejar que se enfríe al aire. Pero eso puede anular las ventajas del recocido.

Tras el recocido, el aluminio 6061 debe enfriarse lentamente en el horno, a unos 10 °C por hora, hasta alcanzar 260 °C, y luego enfriarse al aire.

Este enfriamiento lento permite que los nuevos granos se estabilicen sin formar tensiones internas. Si se enfría demasiado rápido, el metal podría deformarse, agrietarse o desarrollar propiedades no uniformes.

Estrategia de refrigeración

A continuación se recomienda un proceso de enfriamiento posterior a la cocción:

1. Mantener a 775°F (2-3 h): Recocido completo.
2. Enfriar a 500°F: A 50°F/hora (unos 10°C/hora).
3. Aire frío a temperatura ambiente: Una vez por debajo de 500°F.

Evite el enfriamiento forzado con aire o el temple con agua después del recocido, a menos que vaya a realizar un tratamiento en solución. El enfriamiento rápido altera la estructura de grano recién formada.

Tabla resumen de refrigeración

En mi práctica, saltarse el enfriamiento controlado provocaba piezas rechazadas. La dureza variaba entre lotes. Una vez que empezamos a enfriar el horno correctamente, la calidad del producto se estabilizó.

Conclusión

Para recocer correctamente el aluminio 6061, caliéntelo a 415°C (775°F), déjelo en remojo de 2 a 3 horas y enfríelo lentamente en el horno antes de enfriarlo con aire. Así se consigue un material blando y dúctil, listo para el conformado o el mecanizado.