Cementación del Acero

La Cementación del Acero, también conocida como carburación superficia es un Tratamiento Térmico que tiene por objeto modificar la composición química de la capa superficial, enriquecida en carbono, con el objeto de conseguir que las piezas de bajo nivel de dureza de núcleo puedan adquirir una dureza elevada de superficie.

Cementación del Acero

Los aceros destinados a la cementación tienen contenidos de carbono generalmente inferiores a  0,25 %, y mediante el tratamiento térmico de cementación se consigue una capa superficial con 0,70 % a 1,10 % de carbono.

Un temple posterior confiere a esa capa superficial niveles de dureza superiores a 60 HRC, manteniendo en el núcleo una buena tenacidad.

El fin primordial de la cementación del acero es obtener piezas con elevada dureza superficial y alta tenacidad en el núcleo.

En consecuencia, este tratamiento consta de dos fases fundamentales: la carburación de la superficie y el temple posterior, seguido de revenido para distensionar las piezas templadas.

El enriquecimiento en carbono de la capa superficial de las piezas se realiza calentando éstas en un medio carburante a temperaturas entre 870 y 950 °C. La duración de este calentamiento está relacionada con varios parámetros, de los cuales el más importante es la profundidad de capa carburada que se desea.

El fenómeno de la carburación se divide a su vez en dos partes fundamentales:

1ª. La transferencia de átomos de carbono del producto cementante a la superficie de la pieza. Se trata de reacciones químicas, en las que la temperatura, el tipo de cementante y la composición química del acero son factores fundamentales.

2ª. La difusión de esos átomos de carbono de la superficie hacia el interior de las piezas, siendo factor preponderante la temperatura y teniendo poca importancia tanto el medio cementante como la composición del acero.

El potencial de carbono, que tiene gran importancia desde el punto de vista del cementante, es el contenido de carbono de un acero no aleado en equilibrio con el producto cementante a una temperatura determinada.

El procedimiento más usual, es la cementación del acero Gaseosa o Tecmoquímica.

Para cementar con gas CO se necesitaría un gran volumen de gas, al contrario de lo que ocurre con el CH, que no se puede emplear en porcentajes superiores al 5 %.

Actualmente el método utilizado en cementación gaseosa es el de gas portador, obtenido éste por combustión de gas de ciudad, gas natural o propano en un recipiente denominado generador, al cual se le adiciona un hidrocarburo muy activo como es el propano. Un control muy riguroso de los contenidos de CO y de HO proporciona el potencial de carbono más adecuado para la cementación, es por tanto necesario disponer de medios de control automáticos de contenido de CO y del punto de rocío.

La operación que siempre sigue a la cementación del acero de las piezas es el temple, que se puede realizar en tres modalidades diferentes: el temple directo, el temple simple y el temple doble.

  • El temple directo consiste en enfriar las piezas directamente desde la temperatura de cementación o después de un enfriamiento a temperatura ligeramente más baja. Es el método más adecuado para la cementación en baño de sales y la cementación gaseosa. Para esta operación se deben emplear aceros adecuados de grano fino, es decir, que tengan una temperatura de engrosamiento de grano austenítico superior a la temperatura de cementación.
  • El temple simple consiste en un enfriamiento más o menos lento de las piezas desde la temperatura de cementación hasta la temperatura ambiente. Este enfriamiento se puede hacer controlado, de manera que se obtenga una estructura idónea en el núcleo. Seguidamente se calientan de nuevo a una temperatura adecuada para el temple de la capa superficial.
  • El temple doble consiste en un enfriamiento más o menos lento de las piezas desde la temperatura de cementación hasta la temperatura ambiente, seguidamente se calientan a la temperatura de temple de núcleo y se enfrían en el medio más idóneo (agua, aceite o sales fundidas). A continuación se calientan de nuevo a la temperatura de temple de la capa, más baja que la anterior, enfriándose de nuevo en el medio más adecuado según el tipo de acero.

Por último, las piezas templadas por unos de los tres métodos anteriores son sometidas a un revenido a baja temperatura (entre 100 y 250 ° C)

El objetivo es reducir las tensiones creadas por el temple en la formación de martensita tetragonal. El descenso de dureza es poco importante, del orden de 1 a 2 Hrc.

Un punto muy importante a considerar en la cementación y temple es la deformación de las piezas, debida fundamentalmente a dos tipos de fenómenos:

  1. Irregularidades en el proceso de enfriamiento a través de la sección de las piezas, creándose fuertes diferencias de temperatura entre los distintos puntos y en consecuencia diferencias de volumen.
  1. Aumento de volumen debido a la formación de la martensita y de las otras estructuras de transformación de la austenita.

La acción combinada de estos dos factores puede dar lugar a deformaciones importantes, que se suman a la posible existencia de tensiones originadas en la conformación de las piezas e incluso a la estructura metalúrgica que las mismas tenían antes de la cementación del acero. Es muy importante prever estas deformaciones, a veces imposibles de evitar debido a la forma de las piezas.

cementación del acero

Hornos Verticales

En Tractermia contamos con hornos verticales con medidas útiles de ø750mm y 1750mm de altura.

Procesos habituales de:

¿Quieres más información sobre la Cementación del Acero?

Llámanos al 93 579 50 65 o escríbenos a: tractermia@tractermia.com