Carburacion

CARBURACIÓN O CEMENTACIÓN
Es un proceso practicado a los aceros con el fin de lograr aumentar su dureza en la capa externa manteniendo el núcleo relativamente más suave, esto como su nombre lo indica se logra agregando a la superficie de dicho materia carbono, para que sea absorbido e incremente la dureza; para lograrlo se requiere un agente carburante, el cual puede ser carbón, cianuro o unhidrocarburo. Con la ayuda de dichos agentes se logra la carburación o cementación líquida, sólida y gaseosa.
Cementación gaseosa
Para lograr una cementación de este tipo se necesita que el agente carburante sea un hidrocarburo gaseoso o líquido, si el hidrocarburo es liquido debe pasar por un procedimiento en el cual lo introducen en un horno y lo hacen gotear para que se evapore y se creemonóxido y dióxido de carbono, así como vapor de agua y metano.
Cuando se lleva a cabo este proceso se debe tener una atmosfera controlada, esto se logra con un gas portador; que puede ser de base exotérmica rica, de base nitrógeno o de base endotérmica; y de este modo es más seguro obtener uniformidad en la cementación.
Se deben tener muchas precauciones al llevar a cabo este proceso debido a quelos gases son muy inestables y se corre el riesgo de que exploten o se incendian, tomando en cuenta también que son muy tóxicos; para empezar el tratamiento al llegar a 750ºC el horno que se utilizará se debe purgar con un gas como nitrógeno o dióxido de carbono, las atmosferas involucradas en el proceso no deben ser manejadas a menos de la temperatura ya mencionada dentro del horno.
Si laatmosfera que se usará contiene más de 12.5% de monóxido de carbono, 4% de hidrógeno o 7% de la suma de ambos, es peligrosa y no debe tener contacto con oxígeno, aunque sea muy poco, ya que corre el riesgo de estallar.
Efecto de la temperatura y del tiempo
Para obtener un buen resultado en poco tiempo, el proceso de carburación debe llevarse a cabo cuando el acero este en fase austenítica, a unatemperatura mayor aproximada de 950ºC, ya que es más rápida la absorción de carbono en un 40% en comparación con la existente a 870ºC; utilizando la temperatura correcta se logra un proceso más veloz y con menor deterioro del horno. Para decidir la temperatura correcta se debe tomar en cuenta el espesor de la pieza a tratar, ya que mientras más delgada es se necesita una temperatura menor y aumentagradualmente junto con el espesor; también depende de la temperatura y del límite de solubilidad de carbono en la austenita la concentración de carbono que se obtendrá.
En cuanto al efecto del tiempo y la temperatura existe una fórmula desarrollada por Harris, la cual desarrollo basado en los efectos de la difusión en los sólidos. Es:
X = 660 ∙ e-8287/T ∙ √t

Donde:
X= Profundidad de capa enmm.
t= Tiempo en hrs.
T= Temperatura en Kelvin
Para temperaturas específicas, la expresión se expresa:
X = K √t
Para 925ºC K= 0.635; para 900ºC K= 0.533 mientras para 870ºC K= 0.457.
Al realizar el temple a algunos aceros con un contenido de carbono muy alto en su superficie, se tiende a desprender, incluso si el porcentaje de carbono de la pieza es igual al límite de solubilidad de la mismasu superficie se vuelve blanda con el temple. Es conveniente que la pieza contenga un porcentaje menor de 15% de austenita finamente dispersa, para eliminar tenciones; si el porcentaje es mayor se vuelve martensita y se crean fisuras de revenido; por ello el carbono en la superficie no debe ser mayor a la composición eutectoide. Esto se controla durante el proceso de cementación con el manejo delagente carburante.
La fórmula para calcular el tiempo de cementación y dureza con un contenido de carbono fijo es:
tD = tT (C – Ci l Co – Ci )2
tD = tT - tc
Donde:
tD = Tiempo de difusión.
tc = Tiempo de cementación
tT = Tiempo total
C= Concentración de carbon deseado
Co = Concentración final de carbono
Ci = Concentración inicial de carbono.
Después de la cementación el acero...