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La carburación al vacío, también conocida como carburación a baja presión (LPC), es un proceso de tratamiento térmico que mejora la dureza de la superficie de los componentes de acero o aleaciones mediante la infusión de carbono en sus capas superficiales. Este proceso se lleva a cabo en un horno de vacío, donde el metal se calienta a altas temperaturas (normalmente entre 1600 y 1950 °F o 870 y 1070 °C). Se introduce en el horno un gas rico en carbono, como propano o acetileno, donde se descompone en carbono e hidrógeno debido al calor. Luego, el carbono se difunde en la superficie del metal, aumentando su dureza. El proceso implica ciclos alternos de introducción y difusión de gas, seguidos de enfriamiento en aceite o gas a alta presión (HPGQ) para lograr la dureza y profundidad de caja deseadas. Este método está altamente controlado, lo que garantiza una penetración uniforme del carbono sin contaminación de la superficie.

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Puntos clave explicados:

1. Introducción a la carburación al vacío

   • La carburación al vacío es un proceso de tratamiento térmico que se utiliza para aumentar la dureza superficial de componentes de acero o aleaciones mediante la introducción de carbono en sus capas superficiales.
   • También se conoce como carburación a baja presión (LPC) y se realiza en un horno de vacío para eliminar los contaminantes externos y garantizar un entorno de carburación puro.

2. Descripción general del proceso

   • El proceso implica colocar el metal en un horno de vacío, calentarlo a una temperatura específica, introducir un gas rico en carbono y permitir que el carbono se difunda en la superficie del metal.
   • Los pasos incluyen:
     • Carga del metal en el horno de vacío.
     • Calentar el metal a la temperatura requerida (normalmente entre 1600 y 1950 °F o entre 870 y 1070 °C).
     • Introducir un gas rico en carbono (por ejemplo, propano o acetileno) en el horno.
     • Permitir que el gas se descomponga en carbono e hidrógeno debido a la alta temperatura.
     • Permitir que el carbono se difunda en la superficie del metal.
     • Templado del metal para lograr la dureza deseada.

3. Fuente de carbono y descomposición del gas

   • El gas rico en carbono (por ejemplo, propano o acetileno) se introduce en el horno como presión parcial.
   • A altas temperaturas, el gas se disocia en sus elementos constituyentes: carbono e hidrógeno.
   • Los átomos de carbono se difunden en la superficie del metal, mientras que el hidrógeno se evacua del horno.

4. Difusión y endurecimiento

   • El proceso de difusión de carbono se repite en ciclos, con diferentes duraciones de entrada de gas y tiempo de difusión, para lograr la profundidad y dureza deseadas.
   • El proceso garantiza una penetración uniforme del carbono, lo que da como resultado una capa superficial endurecida (carcasa) manteniendo al mismo tiempo las propiedades centrales del metal.

5. Temple

   • Después del proceso de cementación, el metal se enfría para fijar la dureza.
   • El enfriamiento se puede realizar usando petróleo o gas a alta presión (HPGQ), y comúnmente se usa nitrógeno o helio para velocidades de enfriamiento más rápidas.
   • El método de enfriamiento depende del material y de las propiedades mecánicas deseadas.

6. Ventajas de la carburación al vacío

   • Pureza: El entorno de vacío elimina la contaminación de la superficie y garantiza un proceso limpio y controlado.
   • Uniformidad: El proceso proporciona una penetración de carbono y una profundidad de caja consistentes.
   • Eficiencia: El uso de enfriamiento con gas a alta presión reduce los tiempos de ciclo y mejora la productividad.
   • Beneficios ambientales: El proceso produce menos emisiones en comparación con los métodos tradicionales de carburación con gas.

7. Aplicaciones

   • La cementación al vacío se utiliza ampliamente en industrias que requieren componentes de alto rendimiento, como la automoción, la aeroespacial y la fabricación de herramientas.
   • Las aplicaciones comunes incluyen engranajes, ejes, cojinetes y otras piezas que requieren alta dureza superficial y resistencia al desgaste.

Al seguir este proceso estructurado, la carburación al vacío garantiza un control preciso sobre el endurecimiento de los componentes metálicos, lo que la convierte en el método preferido para lograr piezas duraderas y de alta calidad.

Tabla resumen:

Aspecto	Detalles
Nombre del proceso	Carburación al vacío (carburación a baja presión)
Rango de temperatura	1600 a 1950 °F (870 a 1070 °C)
Fuente de carbono	Propano o acetileno
Pasos clave	Calentamiento, introducción de gas, difusión de carbono, enfriamiento
Métodos de enfriamiento	Petróleo o gas a alta presión (HPGQ)
Ventajas	Pureza, Uniformidad, Eficiencia, Beneficios Ambientales
Aplicaciones	Automotriz, aeroespacial, fabricación de herramientas (engranajes, ejes, rodamientos, etc.)

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