5/25/2018 TRATAMIENTOS termoquimicos

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TRATAMIENTOSTERMOQUMICOSINTRODUCCIN

El tema a tratar, hoy da nos los encontramos muy presente en el entorno que nos rodea,como por ejemplo; en todo tipo de artculos, ya sean en decoracin, herramientas, repuestos

de coches, mquinas, rodamientos, cuchillos, etc.Con lo que podemos decir que los tratamientos termoqumicos forman parte de lostratamientos trmicos, ya que la pieza sufre un calentamiento y posteriormente unenfriamiento adecuado, con la diferencia que la pieza se ha recubierto de una sustanciaqumica que modifica su estructura superficial. Las sustancias qumicas utilizadas

normalmente son: carbono, nitrgeno y sulfato, pudiendo estar en estado gaseoso, lquido o

solido.

Los tratamientos termoqumicos son tratamientos trmicos en los que, adems de los

cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicinqumica de la capa superficial, aadiendo diferentes productos qumicos hasta unaprofundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y

enfriamiento controlados en atmsferas especiales.

Entre los objetivos ms comunes de estos tratamientos estn aumentar la dureza superficial

de las piezas dejando el ncleo ms blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando elpoder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o

aumentar la resistencia a la corrosin.

Resumiremos la definicin de los tipos tratamientos termoqumicos:

Cementacin (C). Aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando

la concentracin de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio oatmsfera queenvuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el

contenido de

carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por medio de temples y revenidos, unagran dureza

superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el ncleo.

CEMENTACIN

La cementacin es un tratamiento termoqumico que consiste en carburar una capasuperficial de una pieza de acero, rodendola de un producto carburante y calentndola auna temperatura adecuada mediante difusin, modificando su composicin, impregnando la

superficie y sometindola a continuacin a un tratamiento trmico, un temple y un

revenido, quedando la pieza con buena tenacidad en el ncleo y con mucha durezasuperficial.

El objetivo de la cementacin es que en el templado del acero proporciona dureza a lapieza, pero tambin fragilidad. Por el contrario, si no se templa el material no tendr la

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dureza suficiente y se desgastar. Para conservar las mejores cualidades de los dos casos se

utiliza la cementacin, que endurece la superficie de la pieza sin modificacin del ncleo,

dando lugar as a una pieza formada por dos materiales, la del ncleo de acero con bajo

ndice de carbono, tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie, de acero conmayor concentracin de carbono, ms dura, resistente al desgaste y a las deformaciones,

siendo todo ello una nica pieza compacta.

Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada

cementante, y someterla durante varias horas a altas temperatura de 900 C. En estas

condiciones es cuando tiene mayor capacidad de disolucin el carbono, que ir penetrandoen la superficie que recubre a razn de 0,1 a 0,2 milmetros por hora de tratamiento. Una

vez absorbido por la capa perifrica del acero, comienza el proceso de difusin del carbono

hacia el interior de la pieza (el espesor de la capa cementada depende de la temperatura y

del tiempo que dure la operacin). La pieza as obtenida se le da el tratamiento trmico

correspondiente, de temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirir lascualidades que corresponden a su porcentaje de carbono. En ocasiones se dan dos temples,

uno homogneo a toda la pieza y un segundo temple que endurece la parte exterior.La cementacin encuentra aplicacin en todas aquellas piezas que tengan que poseer granresistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso

de los piones, levas, ejes, etc.

Podemos diferenciar tres tipos de materiales cementantes:

Slidos. Lquidos. Gaseosos.

Gaseosos. La cementacin gaseosa necesita de un equipo especial ms complicado y seaplica a la produccin en masa de piezas cementadas. Esta cementacin tiene ventajas

considerables con respecto a la cementacin en medio slido y lquido, el proceso es dos otres veces ms rpido, la tecnologa es menos perjudicial a la salud, y las propiedades del

ncleo sin cementar resultan mejores debido al menor crecimiento del grano. El proceso se

realiza en hornos especiales, en cuyo interior se inyecta como gas cementante algnhidrocarburo saturado tales como metano, butano, propano y otros. Al calentar a unos

900 C y 1000 C aproximadamente, se desprende el carbono elemental que cementa el

acero. Por ejemplo al calentar metano.

CH4 --> C + 2H2Los equipos utilizados para la cementacin gaseosa son ms eficientes y complejos que los

anteriores, los ciclos son ms controlados, el calentamiento ms uniforme, es ms limpio y

requiere de menos espacio. La pieza se calienta en contacto con CO y/o un hidrocarburo,por ejemplo alguna mezcla de gases que contenga butano, propano o metano, que

fcilmente se descompone a la temperatura de cementacin. El gas tiene una composicin

tpica de: CO 20 %, H2 40 % y N2 40 %, pudiendo modificarse la composicin de ste para

controlar el potencial de carbono.horno al vacio para cementacin de baja presin

Aceros de cementacin

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Son apropiados para cementacin los aceros de baja contenido de carbono, que conserven

la tenacidad en el ncleo. El cromo acelera la velocidad de penetracin del carbono. Los

aceros al cromo nquel tienen buenas cualidades mecnicas y responden muy bien a este

proceso. Una concentracin de nquel por encima del 5 %, retarda el proceso decementacin. Segn sean los requisitos de dureza y resistencia mecnica existen varios

tipos de aceros adecuados para recibir el tratamiento de cementacin y posterior tratamientotrmico. Algunos ejemplos de aceros aptos para la cementacin son:

Aceros para cementacin al carbono. La cementacin ser realiza entre 900 C y 950 C,el primer temple se realiza entre 875 C y 925 C en agua o aceite, el segundo temple serealiza entre 925 C y 775 C en agua, y el revenido a una temperatura mxima de 200 C.

Se utiliza para piezas poco cargadas y de espesor reducido, de poca responsabilidad y

escasa tenacidad en el ncleo.

Aceros para cementacin al cromo-nquel (Cr-Ni) de 125kgf/mm2 . Tiene unacomposicin de cromo de 1 % y de nquel un 4,15 %. La cementacin se realiza entre 850

C y 900 C, el primer temple entre 825 C y 900 C en aceite, el segundo temple se realizaentre 725 C y 800 C, y el revenido a una temperatura mxima de 200 C. Se utiliza parapiezas de gran resistencia en el ncleo y buena tenacidad.

Elementos de mquinas y motores, engranajes, levas, etc.

Aceros para cementacin al cromo-molibdeno (Cr-Mo) de 95 kgf/mm2. Tiene unacomposicin de cromo de 1,15 % y de molibdeno un 0,20 %. La cementacin se realiza

entre 875 C y 950 C, el primer temple se realiza entre 875 C y 900 C en aceite, elsegundo temple se realiza entre 775

C y 825 C en aceite, y el revenido a una temperatura mxima de 200 C. Se utiliza para

piezas de automviles y maquinaria de gran dureza superficial y ncleo resistente. Piezas

que sufran gran desgaste y transmitan esfuerzos elevados, engranajes, levas, etc.

Aceros para cementacin al cromo-nquel-molibdeno (Cr-Ni-Mo) de 135 kgf/mm2 .Tiene una composicin de cromo de 0,65 %, de nquel un 4 %, y de molibdeno un 0,25 %.La cementacin se realiza entre 850 C y 950 C, el primer temple se realiza entre 825 C y

875 C en aire o aceite, el segundo temple se realiza entre 725 C y 775 C en aceite, y el

revenido a una temperatura mxima de 200 C. Se utiliza para piezas de grandes

dimensiones de alta resistencia y dureza superficial. Mquinas y motores de mximaresponsabilidad., ruedas dentadas, etc.