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Carburación en atmósfera

Beneficios Aplicaciones y materiales Detalles del proceso

La carburación es un proceso de cementación en caja que introduce carbono en una aleación ferrosa sólida. Esto se logra calentando el metal en una atmósfera carbonosa, a una temperatura superior a la temperatura de transformación y durante un tiempo predeterminado. Tras la carburación, las partes se enfrían para endurecer la capa de cementación de la superficie. El núcleo no sufre cambio alguno.

Es un proceso de endurecimiento de superficies ampliamente utilizado para acero con bajo contenido en carbono. La importancia industrial de la carburación se constata en su cuota de mercado, ya que un tercio de todos los tratamientos térmicos de endurecimiento se lleva a cabo mediante carburación y temple.

Beneficios

La carburación y el enfriamiento producen superficies duras y resistentes al desgaste. Además, gracias a un núcleo más blando, se evitan los fallos debidos a cargas por impacto. A diferencia de los procesos de cementación en caja, este proceso se utiliza generalmente para cajas con mayor profundidad.

Aplicaciones y materiales

Las aplicaciones típicas incluyen engranajes de transmisión y ejes para vehículos, aerogeneradores y componentes para bombas, además de aquellas aplicaciones en las que los componentes deben funcionar durante largos periodos de tiempo y bajo cargas de gran impacto. Es posible carburizar una amplia variedad de aceros. La combinación única de una superficie dura y resistente al desgaste y un núcleo compacto se puede controlar mediante la elección de los elementos de aleación y los parámetros del proceso.

Ejemplos:

DIN SAE BS
1.7131 - 16MnCr5 5115/5117 590H17
1.7243 - 18CrMo4 4118H 708M20
1.6523 - 20NiCrMo2-2 8620H 805H20
1.5752 - 15NiCr13/14NiCr14 3310 655H13

Detalles del proceso

La carburación es un proceso de difusión termoquímica que añade carbono a la superficie de un acero con bajo contenido en carbono (habitualmente, 0,25% de carbono) con otros elementos de aleación. La profundidad de la difusión del carbono y la correspondiente profundidad efectiva de cementación en caja (ECD) pueden variar desde poco profundas, a menudo menos de 2 mm, a profundidades superiores de entre 4 y 6 mm. El proceso completo se aplica en tres fases:

  • Un proceso termoquímico, en un horno de cámara con enfriamiento rápido integrado, para enriquecer la superficie en un entorno carbonoso, en un intervalo de temperatura de entre 880 y 980 °C.
  • El temple se obtiene tras enfriar en aceite, una solución de polímero/agua o una solución salina.
  • A continuación se efectúa una operación de revenido. La temperatura y duración del revenido dependen de los requisitos del producto y la aplicación. El proceso de revenido minimiza tensiones de pico y reduce el inicio de grietas.

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