TRATAMIENTO TERMOQUIMICO.

Entenderemos portratamientos termoqumicosaquellos en los que, adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicin qumica de su capa superficial, aadiendo distintos productos qumicos hasta una profundidad determinada.

Como se desarrolla..Estos tratamientos consisten en unas fases de calentamiento y enfriamiento de los metales, completadas con la adicin de nuevos elementos en la superficie de las piezas de manera que se modifica la composicin qumica del metal, modificndose as sus propiedades en la superficie del material. Para que un material sea adecuado a estos tratamientos es necesario que tenga elevadas caractersticas de resistencia mecnica y una gran tenacidad. Un acero puede poseer estas caractersticas si ha sido sometido a un tratamiento de temple o si ha pasado por un proceso de revenido.Con estos tratamientos termoqumicos obtenemos materiales con propiedades diferentes en sus zonas superficiales y en sus zonas internas. As por ejemplo podremos obtener un engranaje que sea ms duro en la zona de los dientes y ms tenaz en la zona interna.

Tipos de tratamientos termoqumicos.- Cementacin o carburacin

La cementacin es un proceso de tratamiento termoqumico austentico. Durante el transcurso de este proceso se enriquece la capa exterior del componente con Carbono (carburacin) o con Carbono y Nitrgeno (carbonitruracin) con el objetivo de mejorar las propiedades mecnicas de la capa exterior del componente.

Este tratamiento termoqumico se realiza con la intencin de aumentar la dureza superficial de los aceros bajos en carbono (0,2-0,3%C).

Se aade carbono mediante difusin a la superficie del acero. Para facilitar la difusin la pieza se somete a un medio carburante (con carbono) a una temperatura elevada (sobre los 900C).A esta temperatura se favorece la adicin del carbono ya que se acelera la velocidad de difusin y el acero admite mayor contenido en carbono (el contenido mximo en carbono superficial en el proceso de cementacin est alrededor del 1%).

La cantidad de carbono absorbida por la pieza depende de:

-Composicin qumica inicial del acero.-Naturaleza de la atmsfera carburante (lquida, slida o gaseosa).-Temperatura.-Tiempo de duracin del tratamiento.

Una vez que una pieza ha sido sometida a un proceso de cementacin se puede considerar que est constituida por dos zonas:

La zona exterior que ser la capa cementada, y que posee un porcentaje en carbono superior al inicial.

Para el tratamiento de cementacin los aceros deben ser poco aleados, aunque puede hacerse con aceros ms aleados, en estos casos habr que realizar otros tratamientos tras terminar la cementacin debido a que la capa exterior puede quedar blanda y la zona interior bastante frgil.

- Nitruracin del acero

El mtodo de nitruracin se basa en la formacin en la capa superficial del acero de una solucin slida de nitrgeno y nitruros, siendo estos ltimos extremadamente duros por lo que le confieren mucha dureza a la capa superficial de la pieza.La dureza de la superficie nitrurada es notablemente mayor que la de las superficies cementadas y templadas.La nitruracin se produce a temperaturas relativamente bajas (500-600C), en medio amoniacal, el que al descomponerse, desprende nitrgeno elemental capaz de reaccionar con el metal.NH3---->3H+N

La duracin de la nitruracin es aproximadamente 10 veces mayor que la de la cementacin, necesitando unas 20-50 horas para alcanzar una profundidad de 0.2-0.4 mm.La nitruracin exige el uso de acero especial aleado, debido a que solamente cuando se forman nitruros de cromo, molibdeno, aluminio etc., esta operacin da buenos resultados. En estos casos se obtienen nitruros muy duros, que se concentran exclusivamente en la capa superficial de la pieza, ya que los elementos aleantes se difunden con dificultad a su interior.Un buen acero para nitrurar es el que contiene:

0.30-0.38 % de carbono 1.35-1.65 % de cromo 0.4-0.6 % de molibdeno 0.75-1.1 % de aluminio

La dureza de la capa superficial es natural, es decir, se obtiene sin temple; por lo tanto sirve para el trabajo a temperaturas relativamente altas (400-500C).Adems de la resistencia trmica y la alta dureza, la superficie nitrurada soporta bien la accin corrosiva de la atmsfera. Esta ltima propiedad se utiliza con xito para fines decorativos. Para este tipo de nitruracin la dureza puede ser baja y, por consiguiente el acero comn se puede utilizar para el procedimiento, adems como la capa puede ser muy delgada, la duracin del proceso se reduce a solo 2-3 horas.

Sulfinizacin

Con este tratamiento se consigue incorporar a un metal o aleacin metlica, como el acero, una capa superficial denitrgeno, carbono y sobre todo azufre, mediante un bao de sales que ceden dichos elementos (C, N, y S) a una temperatura cercana a 565C. Esto genera sulfuro de hierro (S2Fe) como inclusin no metlica (impureza) y se aloja en los bordes de grano, lo que fragiliza al metal y aporta dureza.

En slo 3 horas de tratamiento, es capaz de generarse una capa de unos 0,3mm de espesor en su superficie.

Las sales en las que se baa el acero para este proceso son de dos tipos:

Una de bajo punto de fusin, considerada una sal tpica de cianuracin que est constituida por cianuro de sodio (NaCN) y cloruro de potasio (KCl), carbonato de sodio (Na2CO3). Otra sal portadora de azufrecompuesta por cianuro de sodio (NaCN), cloruro de potasio (KCl) y sulfito de sodio (Na2SO3).

Este tratamiento aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los metales al disminuir su coeficiente de rozamiento (), lo cual viene principalmente causado por dos factores:

El aumento de la dureza La amplitud de la capa sulfinizada que soporta el rozamiento, que acta como un metal antifriccin.

Este proceso alarga la vida til de de las herramientas hasta5 veces msque si no hubieran sido sulfinizadas.

Carbonitruracin

Es un tratamiento intermedio entre la carburacin (cementacin) y la nitruracin, en el que ambos tienen presencia la mismo tiempo, con el que se consigue aumentar la dureza de los aceros tratados mediante lainsercin superficial simultnea de carbono y nitrgeno.

Se realiza introduciendo la pieza que se quiere someter a una atmsfera parecida a la cementante, de composicin bsica deamonaco(NH3, con el que aportamos el nitrgeno) ehidrocarburos(agentes carburantes, con los que aportamos carbono) con unas temperaturas que rondan los 750-800 C (inferior a la de cementacin y superior a la de nitruracin).

Tiene las ventajas de que los riesgos de sobrecalentamiento se reducen y de que el nitrgeno aumenta considerablemente latemplalidad del acero, lo que hace posible el temple en aceite desde la temperatura de carbonitruracin.

Bibliografa. ecnoindustrial2.wikispaces.com/Tratamientos+termoquimicos.

e-ducativa.catedu.es/44700165/.../8_tratamientos_termoqumicos.html.

www.utp.edu.co/~publio17/t.termoq.htm.

INVESTIGACION DE TRATAMIENTO TERMOQUIMICO.

Alumnos: ESTEBAN ANTONIO DE LA CRUZ SANTIAGOETHAN ARTURO CANTO ORTIZEDGAR ARIEL YAM CAAMAL

Fecha y lugar de presentacin:

9 DE marzo DEL 2015, INSTITUTO TECNOLOGICO DE MERIDA.

GRUPO 4I2