Carburizacion

INTRODUCCIÓN Se denomina cementación o carburización al tratamiento termoquímico de difusión que tiene por objeto aumentar el contenido de carbono en la capa superficial de una pieza. La mayoría de los componentes de máquinas, equipos, motores, herramientas, vehículos, estructuras, etc. que están bajo cargas estáticas, cargas de impacto, y que presentan contacto deslizante o rodante, utilizancomo material constituyente el acero. Para que un componente a base de acero dure más tiempo y sea confiable, es decir que soporte el desgaste, la fatiga, la corrosión y los impactos, se necesita que tenga una superficie dura que le imparta resistencia y un núcleo tenaz que le permita soportar impactos. El endurecimiento de superficies es por tanto vital para la industria automotriz, mecánica,química, etc. Para poder obtener una superficie dura y mantener un núcleo tenaz se tienen varios procedimientos entre los cuales se encuentran el temple superficial, los depósitos de metales duros, y los procesos de difusión de elementos tales como carbono, nitrógeno, cromo y boro. La industria en general y entre otras la industria nacional usa el método de difusión de elementos y los procesos másimportantes son la carburización o difusión de carbono, nitruración o difusión de nitrógeno y en algunos casos la carbunitruración y la nitrocarburizacion que es la combinación de los dos procesos. La carburización es un proceso de difusión de carbono que se da a causa de la diferencia de concentración entre la atmósfera y el metal cuando este último se expone a alta temperatura a una atmósfera queproporciona carbono. Los fenómenos de transporte de masa involucrados han sido estudiados y se han simulado, sin embargo, aún hay muchas interrogantes y espacios en blanco en especial al intentar conocer los mecanismos por los cuales una sustancia orgánica luego de descomponerse genera especies portadoras o donantes de carbono a la superficie metálica. Por tales motivos gran parte del conocimiento ydel control de este tratamiento térmico se hace a través de la experiencia individual de cada empresa que en muchos casos no cuenta con un fundamento científico, limitando así la posibilidad de tener un control total del proceso. El deseo de responder y llenar estos vacíos de conocimiento es y ha estado presente en la industria, y en especial en empresas nacionales que en su afán por entregarmejores productos y servicios a sus clientes saben que necesitan un completo control de las variables de los procesos, incluida la carburización gaseosa. Este es el caso de la empresa Tratamientos Ferrotérmicos Ltda que dentro de su portafolio de servicios realiza el tratamiento térmico de carburización gaseosa utilizando como fuente de carbono alcoholes. La Universidad Nacional de Colombia en asociocon la empresa Tratamientos Ferrotémicos Ltda intentará con este primer proyecto dar respuestas a varios de los interrogantes allí existentes y por ende dar un paso más en el desarrollo científico y tecnológico de Colombia. El método de endurecimiento de superficies de acero actualmente más usado en el mundo es la carburización gaseosa al vacío, método que entrega piezas en un menor tiempo, concaracterísticas más uniformes y de mejor aspecto, no obstante, el costo de los equipos lo hace aún poco rentable en nuestro medio, donde la carburización gaseosa con alcoholes entrega los resultados que las empresas exigen y es por esta vía por donde se enfoca el presente estudio. Los alcoholes son utilizados en esta técnica a temperaturas del orden de los 1100 K para proveer la atmósfera rica encarbono; la estructura molecular de los alcoholes se

rompe en un gran número de especies químicas de menor y mayor tamaño dentro de las que se encuentran el metano, el dióxido y el monóxido de carbono, el hidrógeno, el vapor de agua, hollín y alquitrán. Trabajos previos en la Universidad Nacional condujeron a la construcción de equipos para el estudio de estos tratamientos térmicos con...