Tratamientos Termoquímicos

Procesos de Manufactura
28/06/2013
Tratamientos Termoquímicos
Los tratamientos termoquímicos son aquellos tratamientos en los que se producen cambios en la composición química del acero y cambios en su estructura provocados por el calentamiento y enfriamiento en atmósferas controladas aparte de añadir diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Los principales objetivospara realizar dichos tratamientos son ablandar el núcleo de la pieza y hacerlo más tenaz, sin embargo incrementar la dureza superficial del mismo. De igual manera se busca aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a la fatiga y aumentar la resistencia a la corrosión.
Cementación: La cementación se lleva a cabo originando una pieza por dos materiales y tiene como objetivoendurecer la superficie una pieza sin modificar su núcleo. Los dos materiales que se originan son el núcleo de acero, el cual posee un bajo índice de carbono y es resistente a la fatiga, y la superficie de la pieza la cual posee un mayor índice de carbono. El tratamiento consiste en un recubrimiento de las partes que se cementarán de un material rico en carbono y someter la pieza a altas temperaturas(aproximadamente 900°C). Bajo estas temperaturas, el carbono penetra en la pieza otorgando las propiedades requeridas y la pieza se pasa a un tratamiento térmico ya sea revenido o temple y así ambas partes de la pieza obtienen el porcentaje de carbono requerido y por ende las propiedades mecánicas planeadas. La cementación encuentra aplicación 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 piñones, levas, ejes, etc. Podemos diferenciar tres tipos de materiales cementantes:
Sólidos.- Los equipos utilizados para la cementación sólida son cajas donde se cementa con mezcla cementante que rodea a la pieza en un recipiente cerrado, el cual se calienta a la temperatura adecuada durante eltiempo requerido y luego se enfría con lentitud.
Líquidos.- Para la cementación en medio líquido, las piezas se introducen en un baño de sales fundidas a 950 °C aproximadamente, constituidas por una sal base generalmente cloruro o carbonato de sodio, con adición de una sal aportadora de carbono, cianuro de sodio o de potasio y de una sal activante, cloruro de bario, mezclados en porcentajesadecuados, según los resultados que se deseen obtener.
Gaseosos.- La cementación gaseosa necesita de un equipo especial más complicado y se aplica a la producción en masa de piezas cementadas. Esta cementación tiene ventajas considerables con respecto a la cementación en medio sólido y líquido, el proceso es dos o tres veces más rápido, la tecnología es menos perjudicial a la salud, y las propiedades delnúcleo sin cementar resultan mejores debido al menor crecimiento del grano
Los aceros que se utilizan para la cimentación son:
Aceros para cementación al carbono.
Aceros para cementación al cromo-níquel (Cr-Ni) de 125kgf/mm2
Aceros para cementación al cromo-molibdeno (Cr-Mo) de 95 kgf/mm2
Aceros para cementación al cromo-níquel-molibdeno (Cr-Ni-Mo) de 135 kgf/mm2


Nitruración: Losobjetivos de la nitruración son otorgar gran dureza superficial al material y tiene una velocidad de penetración muy lenta (1mm cada 100horas aproximadamente), sin embargo, este tratamiento no requiere de tratamientos térmicos posteriores. La nitruración puede ser tanto iónica como en horno, la iónica es cuando las moléculas de amoniaco utilizadas en el tratamiento, se rompen ante la aplicación de uncampo eléctrico desprendiendo iones de nitrógeno. Estos iones de nitrógeno se dirigen hacia la pieza que se va a tratar (cátodo) y reaccionan formando el nitruro de hierro Fe2N. En el caso de la nitruración en el horno, éste se llena de una atmósfera con amoniaco y posteriormente se calienta a temperaturas de aproximadamente 500°C, provocando que el amoniaco se descomponga en nitrógeno e...