Cementación

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda

La cementación es un tratamiento termoquímico que se aplica en piezas de acero. El proceso aporta carbono a la superficie mediante difusión, que se impregna modificando su composición.

Se utiliza para endurecer las superficies de productos de acero con el fin de hacerlos más resistentes a la abrasión y el desgaste, mientras que el interior permanece blando y, por tanto, más tenaz y resistente a la fractura. Presenta el inconveniente de que aumenta la fragilidad de los materiales, disminuyendo sus propiedades resistentes ante el choque y las vibraciones.

Es importante en la fabricación de engranajes, ejes y otras piezas sometidas a un gran desgaste mecánico. Existen varias formas de realizarla. Una de ellas, llamada carburación, consiste en disolver carbono en la superficie. Otra, la cianurización, utiliza sales fundidas a base de cianuros alcalinos. Otra es la nitrurización, que consiste en añadir nitrógeno.

El acero puede carburizarse rodeándolo de brasas de carbón vegetal, del que absorbe el carbono. Para ello se emplean hornos con una temperatura de 800 a 900 °C, donde el acero permanece durante periodos que van desde varias horas hasta algunos días. A continuación el acero se sumerge con rapidez en agua fría. En otro proceso, las piezas se cementan calentándolas al rojo vivo rodeadas de cianuro de potasio pulverizado, que se descompone y libera carbono. Éste suele disolverse en el acero hasta una profundidad de entre 0,3 y 3 milímetros, según la duración del tratamiento.

Utilidad[editar]

La cementación tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificar su núcleo, originando una pieza formada por dos materiales: la del núcleo de acero (con bajo índice de carbono) tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie (de acero con mayor concentración de carbono) 0,2% de carbono. Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someter la pieza durante varias horas a altas temperaturas (típicamente, 900 °C). En estas condiciones, el carbono penetra en la superficie que recubre a razón de 0,1 a 0,2 mm por hora de tratamiento. A la pieza cementada se le da el tratamiento térmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirirá las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono.

Aceros de cementación[editar]

Son apropiados para cementación los aceros de bajo contenido de carbono. El cromo acelera la velocidad de penetración del carbono. Los aceros al cromo níquel tienen buenas cualidades mecánicas y responden muy bien a este proceso. Una concentración de níquel por encima del 5% retarda el proceso de cementación.[cita requerida]

Según sean los requisitos de dureza y resistencia mecánica existen varios tipos de aceros adecuados para recibir el tratamiento de cementación y posterior tratamiento térmico.

Tipos de aceros para cementación[editar]

  • Aceros para cementación al carbono: Cementación a 900 °C - 950 °C, primer temple a 880 °C - 910 °C en agua o aceite, segundo temple a 740 °C - 770 °C en agua. Revenido a 200 °C como máximo.[cita requerida]
Aplicaciones: Piezas poco cargadas y de espesor reducido, de poca responsabilidad y escasa tenacidad en el núcleo.
  • Aceros para cementación al Cr-Ni de 125 kgf/mm2: Tiene en su composición un 1% de Cr y un 4,15% de Ni. Cementación a 850 °C - 900 °C, primer temple a 900 °C - 830 °C en aceite, segundo temple a 740 °C - 780 °C en aceite. Revenido a 200 °C como máximo.
Aplicaciones: Piezas de gran resistencia en el núcleo y buena tenacidad. Elementos de máquinas y motores. Engranajes, levas, etc.
  • Aceros para cementación al Cr-Mo de 95 kgf/mm2: Tiene en su composición un 1,15% de Cr y un 0,20% de Mo. Cementación a 890 °C - 940 °C, primer temple a 870 °C - 900 °C en aceite, segundo temple a 790 °C - 820 °C en aceite. Revenido a 200 °C como máximo.
Aplicaciones: Piezas para automóviles y maquinaria de gran dureza superficial y núcleo resistente. Piezas que sufran gran desgaste y transmitan esfuerzos elevados. Engranajes, levas, etc.
  • Aceros para cementación al Cr-Ni-Mo de 135 kgf/mm2: Tiene en su composición un 0,65% de Cr, un 4% de Ni y un 0,25% de Mo. Cementación a 880 °C - 930 °C, primer temple a 830 °C - 860 °C con aire o aceite, segundo temple a 740 °C - 770 °C con aceite. Revenido a 200 °C como máximo.
Aplicaciones: Piezas de grandes dimensiones de alta resistencia y dureza superficial. Máquinas y motores de máxima responsabilidad, ruedas dentadas, etc.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  • Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5. 
  • Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.