Cementación
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Cementación(Carburación). La cementación es un tratamiento térmoquímico y es el procedimiento más antiguo de saturación de la superficie de los aceros con carbono y se aplica para obtener dureza y resistencia altas al desgate de la capa superficial, conservándose al mismo tiempo un núcleo blando y tenaz en tales piezas como ruedas dentadas, bulones de pistón, levas de los árboles de levas, etc.
Sumario
Factores que influyen en los resultados de la cementación
- La composición del acero.
- La composición del medio de carburante.
- El régimen de cementacion: temperatura de calentamiento y tiempo de permanencia.
- El carácter del tratamiento térmico después de la cementación.
Características de las piezas a cementar
- Piezas de acero con bajo contenido de carbono: aceros al carbono: 10, 15, 20, 20, 25.
- Piezas de Aceros aleados: 15X, 20X, 12XH3A 18XΓT.
El proceso de cementación se efectúa a temperaturas superiores a Ac3, con larga permanencia para evitar el crecimiento excesivo del grano, hay que utilizar para las piezas a carburar o cementar, aceros con granos finos natural.
Tipos de cementación
- Cementación en carburante sólido .
- Cementación en carburante líquido.
- Cementación en carburante gaseosa.
Cementación en carburante sólido
Las piezas después de su elaboración preliminar se limpian, quitándole la suciedad y la grasa. Los lugares que no se han de carburar, por ejemplo la superifice interior de bulón de un pistón, cuellos de los árboles de levas, se aíslan con un recubrimiento electrolítico de cobre de 0,005 mm de espesor. Luego la pieza 4 Fig. 1 Caja de cementación, se colocan en varias filas dentro de la caja de cementación 6, hecha con hierro soldado de 6 a 8 mm de espesor, se echa por capas de mezcla carburante 5, compuesta de 75 al 80% de carbón vegetal de abedul o roble en granos pequeños (2-4 mm), y el 20-25% de BaCO3 o Na2CO3 El fondo de la caja se echa el carburante en una capa de 25-30mm; sobre ésta se coloca la primera fila de piezas distanciadas entre sí unos 15-20 mm y de paredes de la caja unos 25-30 mm; sobre la primera fila de piezas se echa otra capa de carburante que se apisona ligeramente, sobre esta se coloca la fila siguiente de piezas, de nuevo se echa una capa de carburante y así sucesivamente se llena la caja hasta arriba. Para comprobar los resultados de la cementación, en la caja junto con la pieza se pone la muestra de control 3(comprobante)y se colocan las muestras de prueba 7 a través de un agujero en la tapa de la caja, para que se pueda controlar el curso del proceso, el espesor de la capa carburada según la fractura.
Las muestras de control se hscen del mismo acero que las peizas a carburar. Después de empaquetar las piezas, las cajas se cierran con la tapa 2 y se enmasillan con arcilla refractaria 1 para que no circule el aire. Las cajas empaquetadas se cargan en el horno, el cual se calienta hasta una temperatura superior a Ac3 (corrientemente 920C) y permanencen a esta temperatura durante un tiempo suficiente para conseguir una capa cementada de 1,2-1,7 mm, aproximadamente.
Cementación gaseosa
Empleada por P. Anosov en 1830 en la fábrica de Zlatoúst, para la construcción de maquinaria de producción en serie y en masa, ya que este tipo de carburación tiene varias ventajas en comparación con la cementación sólida.
Cementación líquida
Se aplica para piezas pequeñas cuando se requiere una profundidad insignificante de la capa carburada(0,3-0,5) mm y se efectúa en los baños de sales con la siguiente composición: 75-80% de Na2CO3, 10-15% de NaCl, 6-10% de SiC, con calentamiento hasta 8200C y permanencia de hasta de 1 hora. Después de la cementación las peizas se someten al temple , trasladolas directamente desde el baño al agua o al aceite según la marca del acero, y depués, al revenido para eliminar tensiones internas.
Tipos de aceros para cementación
- Aceros para cementación al carbono: Cementación a 900ºC - 950ºC, primer temple a 880ºC - 910ºC en agua o aceite, segundo temple a 740ºC - 770ºC en agua. Revenido a 200 ºC como máximo.
Se aplica en 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 850ºC - 900ºC, primer temple a 900 ºC - 830 ºC en aceite, segundo temple a 740ºC - 780ºC en aceite. Revenido a 200ºC como máximo. se plica a 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 890ºC-940ºC, primer temple a 870ºC-900ºC en aceite, segundo temple a 790 ºC-820 ºC en aceite. Revenido a 200 ºC como máximo.
Se aplica en piezas para automóviles y maquinarias 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 880ºC-930ºC, primer temple a 830ºC-860ºC con aire o aceite, segundo temple a 740ºC-770ºC con aceite. Revenido a 200ºC como máximo.
Enlaces externos
Fuente
- A. Malishev.Tecnología de los metales. Editorial Pueblo y Educación; 1989.
- Guliáev, A, P. Metalografía Tomo I y II; Editorial Mir Moscú; 1978.
