La carburación es un proceso de tratamiento térmico que consiste en añadir carbono a la superficie y subsuperficie de un acero bajo en carbono para aumentar su dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga.
Esto se consigue exponiendo el acero a una atmósfera rica en carbono a altas temperaturas, lo que permite que el carbono se difunda en el metal.
El proceso se completa con el enfriamiento del acero, que fija el carbono en su lugar, dando lugar a una capa superficial endurecida.
¿Qué es el proceso de carburación en el tratamiento térmico? (5 puntos clave explicados)
1. 1. Objetivo y mecanismo
La carburación se utiliza principalmente para aumentar la dureza superficial de los aceros bajos en carbono, que suelen tener un contenido de carbono que oscila entre el 0,05% y el 0,3%.
El proceso consiste en calentar las piezas de acero a altas temperaturas, normalmente entre 650°C y 870°C (1200°F y 1600°F), en un entorno rico en carbono.
Puede tratarse de una atmósfera gaseosa (cementación tradicional) o al vacío (cementación a baja presión).
La alta temperatura permite que el carbono se difunda en la superficie del acero, enriqueciéndolo con carbono y aumentando así su dureza.
2. Variaciones del proceso
Cementación tradicional: Consiste en utilizar un horno de cementación en el que toda la pieza se expone a una atmósfera rica en carbono.
Las zonas no endurecidas pueden protegerse utilizando pintura que detenga el carbono.
Cementación al vacío (baja presión): Se trata de un método alternativo en el que el proceso se lleva a cabo en un horno de vacío utilizando acetileno como gas de cementación.
Este método es respetuoso con el medio ambiente ya que no emite CO2 y ofrece un control preciso sobre el proceso de carburación.
3. Beneficios y aplicaciones
La carburación no sólo aumenta la dureza de la superficie del acero, sino que también mejora significativamente su resistencia al desgaste y a la fatiga.
Esto lo hace ideal para aplicaciones en las que las piezas están sometidas a grandes esfuerzos y desgaste, como engranajes, ejes y cojinetes.
El proceso es especialmente beneficioso para piezas complejas que requieren una dureza uniforme en toda su superficie.
4. Tratamientos posteriores a la cementación
Tras el proceso de cementación, el acero se suele templar en aceite o agua para enfriarlo rápidamente.
Este enfriamiento rápido ayuda a fijar el carbono difuso en la estructura del acero, garantizando la conservación de la dureza alcanzada durante el proceso de carburación.
Tras el temple, a menudo se realiza el revenido para reducir cualquier fragilidad que pudiera haberse introducido durante el proceso de temple.
5. Materiales y equipos
Los materiales más utilizados para la cementación son aceros como el 12L14, 1018 y 8620.
El equipo que se suele utilizar incluye hornos endotérmicos, sistemas de templado en aceite y sistemas de templado al aire.
Estas herramientas son esenciales para mantener las condiciones de temperatura y atmósfera necesarias para una carburación eficaz.
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