La carburación es un proceso de tratamiento térmico que aumenta el contenido de carbono en la capa superficial de las piezas de acero con bajo contenido de carbono, mejorando su dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga. Este proceso implica calentar el metal en un entorno rico en carbono, normalmente en un horno, y después enfriarlo para solidificar la nueva estructura.
Resumen del proceso:
- Calentamiento en un horno: Las piezas metálicas se colocan en un horno y se calientan a una temperatura específica, normalmente entre 1200F y 1600F. En el caso de la cementación en vacío, el horno se evacua inicialmente para eliminar el aire, creando un entorno de vacío.
- Introducción del carbono: En la cementación tradicional, se introducen en el horno gases ricos en carbono, como el propano. En la cementación al vacío, el gas propano se libera en el horno al vacío. El calor hace que el propano se descomponga en carbono, hidrocarburo e hidrógeno. A continuación, el carbono se difunde en la superficie del metal.
- Difusión del carbono: El carbono del entorno gaseoso se difunde en la superficie del metal, aumentando su contenido en carbono. Este proceso es impulsado por el gradiente de concentración entre el alto contenido de carbono en la superficie y el menor contenido de carbono en el núcleo del metal.
- Enfriamiento: Tras una difusión suficiente, las piezas se templan, normalmente en aceite, para enfriar rápidamente el metal y fijar la estructura endurecida. Este paso es crucial para conseguir la dureza y la resistencia al desgaste deseadas.
- Tratamiento posterior: Las piezas pueden someterse a tratamientos adicionales, como el revenido al aire, para aliviar las tensiones y mejorar la tenacidad.
Ventajas y aplicaciones:
- Profundidad de la carburación: La cementación al vacío puede conseguir una capa de carburación más profunda, de hasta 7 mm, en comparación con los métodos tradicionales que suelen alcanzar unos 3,5 mm. Esta capa más profunda proporciona una mayor durabilidad y resistencia al desgaste y la fatiga.
- Recarburación: Este proceso puede recarburar eficazmente piezas que han sufrido descarburación en tratamientos anteriores, como en el tratamiento térmico, la forja o la sinterización. Esto es especialmente útil para materiales como el acero para matrices y el acero rápido.
- Tratamiento del acero inoxidable: La carburación también puede aplicarse al acero inoxidable, mejorando su dureza superficial y sus propiedades mecánicas generales sin afectar a su resistencia a la corrosión.
Materiales y equipos:
- Los materiales habituales para la carburación son los aceros con bajo contenido en carbono, como el acero 12L14, el acero 1018 y el acero 8620.
- El equipo suele incluir hornos endotérmicos, sistemas de templado en aceite y sistemas de templado al aire.
Conclusión:
La carburación es un método versátil y eficaz para mejorar las propiedades superficiales de las piezas de acero con bajo contenido en carbono, haciéndolas adecuadas para aplicaciones que requieren una gran resistencia al desgaste y durabilidad. El desarrollo de la carburación al vacío ha mejorado aún más la eficacia y la profundidad del proceso de carburación, ofreciendo ventajas significativas sobre los métodos tradicionales.
