La carburación es un proceso de cementación en el que el carbono se difunde en la capa superficial de las piezas de acero con bajo contenido en carbono a altas temperaturas.
El resultado es una superficie dura y resistente al desgaste y un núcleo tenaz.
Este proceso es crucial para mejorar las propiedades mecánicas de los componentes de acero.
Los hace adecuados para aplicaciones que requieren una gran resistencia al desgaste y tenacidad.
5 pasos clave para mejorar las propiedades del acero
1. Temperatura y material
La carburación consiste en calentar las piezas de acero a temperaturas lo suficientemente altas como para cambiar la estructura del grano de acero.
Estas temperaturas suelen oscilar entre 830-980°C (1525-1800°F).
Este rango de temperaturas permite la difusión del carbono en la superficie del acero.
2. Difusión del carbono
Durante el proceso, el carbono del entorno (o de una atmósfera rica en carbono) se difunde en la superficie del acero.
Esto aumenta el contenido de carbono en la superficie, creando una mayor concentración de carbono que en el núcleo del material.
3. Enfriamiento
Tras el proceso de cementación, las piezas se enfrían rápidamente en aceite u otros agentes de enfriamiento.
Este proceso de enfriamiento rápido endurece la capa superficial de alto contenido en carbono, formando una caja dura.
El núcleo permanece relativamente blando y dúctil debido a su menor contenido en carbono.
4. Profundidad y propiedades de la caja
La profundidad de la caja endurecida puede oscilar entre 0,020" y 0,050".
Esta superficie endurecida proporciona una excelente resistencia al desgaste.
El núcleo blando mantiene la tenacidad y ductilidad de la pieza, haciéndola resistente al impacto y a la fatiga.
5. Aplicaciones y ventajas
La carburación es ideal para piezas como engranajes, herramientas y elementos de fijación que requieren un equilibrio entre resistencia al desgaste y tenacidad.
Es especialmente beneficioso en industrias como la automovilística y la aeroespacial, donde los componentes están sometidos a grandes tensiones y desgaste.
Variaciones y técnicas avanzadas
Se han desarrollado técnicas avanzadas como el carburizado al vacío a baja presión (LPC) y la carbonitruración al vacío a baja presión (LPCN).
Estos métodos permiten una difusión más controlada del carbono y el nitrógeno, mejorando las propiedades de la caja endurecida.
En resumen, la cementación es una técnica vital de cementación en caja que transforma el acero con bajo contenido en carbono en componentes con una superficie dura y resistente al desgaste y un núcleo duro y dúctil.
Es adecuada para una amplia gama de aplicaciones industriales exigentes.
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