Recocido
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Efectos de recocido de polímeros
Los efectos del recocido de un polímero semicristalino cerca de su punto de fusión son bastante conocidos. El recocido determina un cambio de propiedades térmicas, estructura, color y brillo. Se pueden detectar cambios sustanciales en la movilidad molecular, la morfología, las propiedades físicas y mecánicas. Estos cambios no solo son importantes desde el punto de vista del usuario, sino también para determinar las condiciones óptimas bajo las cuales se pueden aplicar técnicas de procesamiento de estado sólido para la fabricación de productos de polímeros. Todavía no tenemos muy claros los mecanismos moleculares subyacentes responsables de los diversos efectos de recocido observados. Una de las principales dificultades para llegar a una mejor comprensión de los fenómenos de recocido, es la dependencia de los cambios observados en numerosos factores, como la temperatura de recocido, el tiempo y la velocidad, el historial térmico previo y el estado físico (dibujado o no dibujado o cristal único). vs. volumen) de la muestra, así como su estructura química y composición (peso molecular, grado de ramificación, etc.). Estos factores a menudo contribuyen a un cambio y / o estrechamiento de los rangos de temperatura en los que pueden ocurrir los cambios, al grado de reversibilidad y a la magnitud de los cambios observados que pueden conducir a los diversos mecanismos moleculares propuestos.
Mecanismos moleculares
Los mecanismos moleculares citados con mayor frecuencia para explicar los efectos de recocido, en particular el aumento del grosor son:
- Replegamiento por difusión de estado sólido
- Fusión selectiva
- Pre-fundición superficial
Deformacion de policristales
Los metales policristalinos sometidos a deformacion plastica acumulan tensiones en los limites de grano. Esta tension deforma a los granos (los alarga). Llegan a un punto donde no se puede deformar mas sin correr el riesgo de que el material se fracture. Es por esto que existen procesos que, una vez alcanzado este limite de deformacion, elimine las tensiones en los limites de grano. El proceso mas utlizado en ingeniera es el recocido.
Recocido
Este procedimiento consta de 3 etapas según la temperatura y tiempo de tratamiento:
Recuperacion: proceso en el que las dislocaciones se reacomodan dentro del grano en posiciones de minima energia. Sin embargo el grano mantiene su forma deformada y sus propiedades no se modifican. Esta etapa se produce si la temperatura es menor a la de recristalización, o si el tiempo de tratamiento es excesivamente corto
Recristalizacion: dentro de los granos deformados nacen nucleos sin deformacion y van creciendo en funcion del tiempo hasta que todos los granos recuperan su forma poligonal equiaxial. Mediante la recristalizacion total se consigue el material con la minima dureza y con su maxima ductilidad.
Crecimiento de grano: si el tiempo de recocido es excesivo o la temperatura es demasiado alta, se produce el crecimiento de los granos recristalizados que origina un desmejoramiento en las propiedades mecanicas obtenidas.
Deformacion plastica en frio y en caliente
En frio: aquella que se efectua por debajo de la temperatura de recristalizacion. El material se endurece y se fragiliza. En este caso, si se requieren grandes deformaciones, es necesario efectuar recocidos intermedios de ablandamiento.
En caliente: aquella que se efectua por encima de la temperatura de recristalización. El material no se endurece porque esta continuamente recristalizando. El grado de deformacion es practicamente ilimitado por lo que una chapa muy gruesa se puede reducir a una hoja muy fina.
Beneficios del recocido de plástico
- Los beneficios inmediatos del recocido de plástico son una pieza en blanco o una pieza que es estable y está lista para terminar.
- Los beneficios a largo plazo incluyen una mayor estabilidad dimensional y la integridad de la pieza.
- La contracción o expansión de la pieza se reduce a medida que la pieza de plástico envejece porque se elimina la tensión interna.
- La integridad de la pieza puede verse comprometida debido a grietas por tensión superficial que pueden desarrollarse si el material es susceptible a grietas por tensión y ha sido pulido o mecanizado incorrectamente.
- Los agujeros perforados largos que se han quemado eventualmente irradiarán grietas si no se recocen adecuadamente.
- El policarbonato y la polisulfona son particularmente sensibles a las grietas por estrés.
- Las roscas de tornillo son una característica en un componente plástico que se beneficia del recocido. La falla de la pieza puede ocurrir ya que el tornillo ejerce una tensión constante a largo plazo sobre el componente en combinación con la tensión residual del proceso de mecanizado. El recocido de la pieza reduce la tensión de mecanizado en las roscas y, en la mayoría de los casos, la tensión del tornillo por sí sola normalmente no es suficiente para causar la falla de la pieza.
Escopo
El recocido o post-horneado es el calentamiento de un artículo moldeado en un horno después de sacarlo de la prensa o del proceso de curado primario. El propósito de un proceso de recocido es generalmente (1) aliviar las tensiones y tensiones internas o (2) acelerar el curado y la contracción final de una pieza moldeada. La pieza generalmente se calienta a una temperatura cercana, pero inferior, a su punto de fusión. A continuación, se deja que la pieza se enfríe lentamente después del recocido. El recocido se utiliza a menudo en artículos termoplásticos moldeados para aliviar las tensiones locales creadas por el flujo de la resina en el molde. El recocido es un procedimiento común si se sabe que la pieza tiene tensión interna y si verá entornos químicos agresivos, ya sea con el propósito de ensamblar (como soldadura con solvente) o durante el servicio. Las piezas acrílicas son el plástico más común que es susceptible al agrietamiento por tensión. Por esta razón, a menudo se recocen antes de la limpieza, el acabado, el montaje, etc. Las piezas acrílicas, por ejemplo, se calientan a 50-70°C, según el grado, en un horno de aire de circulación forzada durante un máximo de 24 horas y luego se enfrían en en el horno o en aire tranquilo a temperatura ambiente.
¿Por qué recocer un polímero ?
Si, durante el proceso de mecanizado, se elimina material significativo, se recomienda el recocido para aliviar el mecanizado en tensión y minimizar la posibilidad de falla prematura de la pieza. Todos los plásticos en forma de material extruido se comprimen a través de un troquel de perfil (die) cuando se extruyeo o un boquilla, gate, sprue cuando se inyecta. La compresión que se produce en el material no se alivia porque el plástico se "instala" tan pronto como sale del troquel o de la filiera y permanece en este estado comprimido o altamente estresado. Este alto estrés causará cuatro problemas si no se aborda:
- Los materiales tenderán a deformarse y distorsionarse
- Las propiedades físicas serán diferentes a los datos publicados (generalmente más bajos)
- El material puede agrietarse
- La dimensión de la pieza terminada puede cambiar
Para eliminar estos problemas, los productos extruidos se recocen. El recocido es un proceso de alivio de tensión, que ocurre cuando el material está expuesto al calor (aire o fluido) por encima de su punto de transición vítrea, lo que permite que el material se "descomprima" de nuevo a un estado relajado. El recocido es importante si desea una parte terminada y de calidad de su forma original.
Resistencia química mejorada
El policarbonato, la polisulfona y el PEI, como muchos plásticos amorfos (transparentes) pueden ser recocidos para minimizar el agrietamiento por tensión. PAI también se beneficia del recocido posterior al mecanizado. El recocido de piezas terminadas se vuelve más importante a medida que aumenta el volumen de mecanizado. El recocido después del mecanizado reduce las tensiones "mecanizadas" que pueden contribuir a la falla prematura.
Mejor capacidad de planitud y tolerancia más estricta
Las piezas de tolerancia extremadamente estrecha que requieren planitud de precisión y contorno no simétrico a veces requieren recocido intermedio entre la operación de mecanizado. Se puede lograr una planitud mejorada mediante mecanizado en bruto, recocido y mecanizado de acabado con un corte muy ligero. El mecanizado equilibrado en ambos lados de la línea central de la forma también puede ayudar a prevenir la deformación.
Resistencia al desgaste mejorada
Resistencia al desgaste mejorada
Las piezas PAI extruidas o moldeadas por inyección que requieren altos valores de PV o el factor de desgaste más bajo posible se benefician de un curado adicional después del mecanizado. Este proceso de curado optimiza las propiedades de desgaste. Solo PAI se beneficia de dicho ciclo. El mecanizado de acabado de dimensiones críticas debe realizarse después del recocido.
Importante
Los ciclos de recocido se han generalizado para aplicarse a la mayoría de las piezas mecanizadas. Los cambios en el tiempo de calentamiento y retención pueden ser posibles si las secciones transversales son delgadas. Las piezas deben fijarse durante el recocido para evitar distorsiones
Directrices generales de recocido posterior al mecanizado (alivio del estrés) ver
Keywords : Anneling , recocido, ricottura