Servicios Profesionales de Endurecimiento Superficial para Fabricaciones de Acero: Mejorando Durabilidad y Rendimiento

El proceso de endurecimiento superficial es muy importante para nuestros productos en toda la industria, como maquinaria, electrónica, equipos médicos, aeroespacial, y petróleo y gas. Producimos muchos productos que finalmente realizan diversas tareas. Muchas aplicaciones requieren principalmente alta dureza o resistencia en la superficie, y el esfuerzo de servicio complejo suele requerir no solo una superficie dura y resistente al desgaste, sino también resistencia y tenacidad del núcleo para soportar esfuerzos de impacto.

Dos Procesos Generales para Características Clave

Para obtener estas diferentes características, se usan dos métodos generales:

1. Cambiar la composición química de la superficie antes o después del temple y revenido. Los procesos usados incluyen cementación, nitruración, cianuración y carbonitruración.
2. Solo la capa superficial se endurece mediante el proceso de calentamiento y temple. Los métodos más comunes para endurecimiento superficial son el endurecimiento por llama y por inducción.

Proceso de Cementación

Al calentar la pieza en un medio carbonáceo, el carbono se difunde a la superficie de la pieza a una profundidad controlada. La profundidad de cementación resultante (usualmente llamada profundidad de cementación) depende del potencial de carbono del medio usado y del tiempo y temperatura del tratamiento. El acero más adecuado para cementación con el fin de aumentar la tenacidad es el acero con contenido de carbono suficientemente bajo (usualmente menos del 0.3%). El rango de temperatura de cementación es 843-954°C (1550-1750°F), y la temperatura y tiempo se ajustan para obtener diversas profundidades superficiales. La elección del acero, templabilidad y tipo de temple dependen del tamaño de la sección, dureza del núcleo requerida y requisitos de servicio.

Las tres tecnologías de cementación más usadas

Cementación líquida

Calentar el acero en cianuro de bario o sodio fundido. Además de carbono, la capa también absorbe algo de nitrógeno, aumentando así la dureza superficial.

Cementación en caja (pack carburizing)

Se realiza sellando el material de carbono sólido y el acero en un recipiente hermético. Luego se calienta.

Cementación gaseosa

Este proceso implica calentar el acero en un gas con contenido de carbono específico. Al usarse, el contenido de carbono puede controlarse estrictamente.

Usando cualquiera de estos métodos, es posible templar la pieza sin recalentar tras el ciclo de cementación, o enfriarla al aire y luego recalentarla a la temperatura de austenización antes de templar.

La profundidad de la capa puede cambiarse para adaptarse a las condiciones de carga en uso. Sin embargo, las características de mantenimiento a menudo requieren que solo áreas seleccionadas de la pieza deban endurecerse superficialmente. Cubrir las áreas que no deben cementarse, con baño de cobre o una capa de pasta comercial, permite que el carbono penetre solo en las áreas expuestas. Otro método es cementar toda la pieza y luego procesarla por mecanizado antes del endurecimiento. Eliminar la capa en el área seleccionada.

Proceso de Nitruración

Realizamos este proceso calentando piezas de acero en el rango de temperatura de 482-621°C (900-1150°F) en amoníaco y amoníaco descompuesto. La formación de nitruro permite la formación de una capa delgada y dura. Para que este proceso tenga éxito, debe haber elementos con fuerte capacidad de formación de nitruro en el acero. Estos elementos incluyen cromo, molibdeno y grados especiales de acero no estándar que contienen aluminio. Además, la principal ventaja de este proceso es que podemos realizar temple, revenido y mecanizado antes de la nitruración. Esto es porque solo ocurre una pequeña cantidad de deformación durante el proceso de nitruración.

Proceso de Cianuración

Este proceso requiere calentar las piezas en un baño de cianuro de sodio disuelto a una temperatura ligeramente por encima del rango de transformación, y templarlas posteriormente para obtener dureza delgada.

Carbonitruración

Este proceso es similar a la cianuración. La diferencia es que la absorción de carbono y nitrógeno se realiza calentando las piezas en una atmósfera gaseosa que contiene hidrocarburos y amoníaco. Para las piezas que se templarán, la temperatura usada es 774-885°C (1425-1625°F), y si no se requiere temple líquido, puede usarse la temperatura más baja de 649-788°C (1200-1450°F).

Endurecimiento por Llama

El proceso implica calentamiento rápido exponiendo las piezas de acero directamente a una llama desnuda de gas de alta temperatura. Calentamos la superficie a una temperatura por encima del rango de transformación y luego la sometemos a cierto grado de enfriamiento para endurecerla completamente. El contenido de carbono de nuestro acero endurecido por llama está entre 0.30-0.60%. Rocíamos agente de temple en la superficie a poca distancia de la llama de calentamiento. Requiere revenido inmediato, y puede realizarse en horno convencional o mediante proceso de templado por llama según el tamaño y costo de la pieza.

Endurecimiento por Inducción

Este proceso es algo similar al endurecimiento por llama; la diferencia principal es que la corriente de alta frecuencia rodea la pieza de acero a endurecer. Por tanto, la profundidad de calentamiento depende de la frecuencia, la conductividad térmica de la superficie y el grado en que se calienta la superficie. Templamos las piezas rociando agua a intervalos apropiados. Por tanto, en algunos casos, templamos en aceite sumergiéndolas en un baño de aceite tras alcanzar cierta temperatura.

Si tiene piezas mecanizadas que necesitan tratamiento de endurecimiento, puede enviarnos los dibujos y podemos proporcionar fabricación de piezas mecanizadas y tratamiento de endurecimiento.