Tratamientos termoquímicos

Procesos de Fabricación - Ingenieria Industrial

13 Mar 202314:40

Summary

TLDREste video explica diversos tratamientos termoquímicos aplicados al acero, como la cementación, nitruración, cianuración, carbonitruración y sulfinización. Cada proceso se describe detalladamente, desde su funcionamiento y temperaturas utilizadas hasta sus aplicaciones específicas. La cementación mejora la dureza superficial, mientras que la nitruración aumenta la resistencia a la corrosión. La cianuración y la carbonitruración combinan carbono y nitrógeno para una mayor resistencia a la fatiga. Finalmente, la sulfinización se centra en mejorar la maquinabilidad. El video concluye destacando la importancia de estos tratamientos para mejorar las propiedades mecánicas del acero en diversas aplicaciones industriales.

Takeaways

😀 La cementación es un proceso termoquímico utilizado para endurecer la capa superficial del acero, sin afectar el núcleo, mediante la difusión de carbono a altas temperaturas.
😀 Existen tres tipos principales de cementación: sólido, líquido y gaseoso, cada uno con diferentes métodos y materiales para incorporar carbono en el acero.
😀 La nitruración es un proceso a temperaturas más bajas (500-600°C) que introduce nitrógeno en el acero para mejorar su resistencia a la corrosión y fatiga, aunque es más lento que la cementación.
😀 El proceso de nitruración requiere el uso de aleaciones de acero especiales, como las que contienen cromo o molibdeno, para obtener buenos resultados.
😀 La cianuración combina nitrógeno y carbono en la capa superficial del acero, y se puede aplicar en tres formas: sólida, líquida y gaseosa, siendo la líquida la más común.
😀 La carbonitonación es un tratamiento termoquímico que mejora simultáneamente el contenido de carbono y nitrógeno en el acero, ofreciendo una mayor resistencia superficial.
😀 La sulfinización no está orientada a mejorar las propiedades mecánicas, sino a facilitar el mecanizado y mejorar la resistencia al desgaste de componentes como engranajes de maquinaria.
😀 La sulfinización se realiza a 570°C en un baño de sales que contiene azufre y otros elementos, lo que aumenta la vida útil de las piezas sometidas a fricción constante.
😀 La sulfinización aumenta la resistencia a la fatiga y reduce el coeficiente de fricción, lo que es crucial en piezas como engranajes en uso frecuente.
😀 Los tratamientos termoquímicos y térmicos aplicados al acero han permitido avances significativos en la industria, optimizando el rendimiento y la durabilidad de los materiales.

Q & A

¿Qué es la cementación y cómo se lleva a cabo?
-La cementación es un tratamiento termoquímico que consiste en enriquecer la superficie de una pieza de acero con carbono. Este proceso se realiza calentando la pieza a temperaturas entre 900-950°C, donde se expone a un producto carburante que permite la difusión de carbono en la superficie, creando una capa dura mientras el núcleo permanece tenaz.
¿Cuáles son los tres tipos de cementación y cómo se diferencian?
-Los tres tipos de cementación son: sólida, líquida y gaseosa. En la cementación sólida, se coloca la pieza en una mezcla de carburante dentro de una caja sellada. En la líquida, la pieza se introduce en un baño de sales fundidas. En la gaseosa, se utiliza una mezcla de gases, lo que permite un proceso más rápido y menos perjudicial para la salud.
¿Qué ventajas ofrece la cementación gaseosa respecto a los otros dos métodos?
-La cementación gaseosa tiene varias ventajas, como un proceso más rápido (2-3 veces más rápido) y una menor toxicidad para la salud en comparación con la cementación sólida y líquida. Además, permite un mejor control sobre la difusión del carbono.
¿Qué es la nitruración y en qué condiciones se lleva a cabo?
-La nitruración es un proceso que introduce nitrógeno en la superficie del acero, creando una capa de nitruros. Se realiza a temperaturas bajas, entre 500-600°C, en un ambiente amoniacal, lo que resulta en una capa con alta resistencia a la corrosión y fatiga.
¿Cuáles son las desventajas de la nitruración en comparación con la cementación?
-La nitruración requiere aleaciones especiales de acero para obtener buenos resultados y el proceso es más largo, con una duración de entre 20 y 50 horas para alcanzar una profundidad significativa de la capa de nitrógeno.
¿En qué consiste la cianuración y cómo se realiza?
-La cianuración es un tratamiento que impregna la superficie del acero con nitrógeno y carbono al mismo tiempo. Este proceso puede llevarse a cabo en tres formas: sólida, líquida y gaseosa, similar a la cementación. Se utiliza para mejorar la resistencia al desgaste y la fatiga de piezas pequeñas.
¿Cuáles son las diferencias entre la cianuración sólida, líquida y gaseosa?
-La cianuración sólida es menos eficaz y menos común, similar a la cementación sólida pero con cianuros como carburantes. La líquida es la forma más común y utiliza baños de sales fundidas. La gaseosa se realiza con una mezcla de gases como el amoníaco y carburantes, lo que permite un control más preciso sobre la penetración de carbono y nitrógeno.
¿Qué es la carbonitruración y cómo se lleva a cabo?
-La carbonitruración es un proceso que combina la carburización y la nitruración. Se realiza a temperaturas entre 780-900°C, y su objetivo es mejorar la dureza superficial y la resistencia a la fatiga del acero mientras se mantiene la tenacidad del núcleo. Puede hacerse a baja temperatura (formando una capa superficial delgada) o a alta temperatura (transfiriendo carbono y nitrógeno al núcleo).
¿En qué consiste el proceso de sulfinización y qué propiedades mejora?
-La sulfinización es un tratamiento que mejora la resistencia al desgaste y la lubricación de los aceros, especialmente en aplicaciones de alta frecuencia de uso, como engranajes. Se realiza elevando la temperatura de la pieza a 570°C en un baño de sales que contienen azufre, níquel o carbono. Este proceso aumenta la durabilidad de las piezas al reducir la fricción y mejorar la resistencia a la fatiga.
¿Por qué la sulfinización es especialmente útil en engranajes y herramientas de uso frecuente?
-La sulfinización es útil en engranajes y herramientas de uso frecuente porque reduce el coeficiente de fricción, lo que mejora la lubricación y previene el desgaste excesivo. Además, aumenta la resistencia a la fatiga, lo que alarga la vida útil de las piezas, especialmente aquellas que están sometidas a condiciones de trabajo constantes y exigentes.