¿Qué es la carburación metálica con gas?
La carburación con gas metálico es un tratamiento térmico que aumenta la dureza superficial de los aceros con bajo contenido en carbono añadiendo átomos de carbono adicionales a la capa exterior del metal. El proceso consiste en calentar el acero en un horno con un gas rico en carbono, como metano o monóxido de carbono, que se descompone en la superficie del metal y difunde el carbono en la red del acero. La capa enriquecida en carbono, también conocida como la caja, se vuelve dura y resistente al desgaste cuando se templa en agua o aceite, mientras que el núcleo del acero permanece blando y duro.
La cementación metálica con gas se utiliza ampliamente para mejorar las propiedades mecánicas de diversos componentes, como engranajes, ejes, pernos y cigüeñales. El proceso puede producir profundidades de cementación de hasta 6,4 mm, dependiendo de la temperatura, el tiempo y la composición del gas. El potencial de carbono del gas, es decir, la capacidad del gas para aportar carbono a la superficie metálica, puede controlarse ajustando la proporción de hidrocarburo y gas portador (como el gas endotérmico). Cuanto mayor sea el potencial de carbono, más rápida será la difusión del carbono y mayor será la profundidad de la capa.
La cementación con gas metálico presenta varias ventajas con respecto a otros métodos de endurecimiento superficial, como la cementación sólida o líquida. Proporciona un mejor control de la temperatura y la atmósfera dentro del horno, lo que da como resultado un acabado superficial más uniforme y consistente. También permite mecanizar uniformemente piezas de formas complejas porque el gas puede penetrar en agujeros y cavidades estrechas. Además, es más respetuoso con el medio ambiente que el carburizado líquido, que contiene productos químicos tóxicos y produce residuos peligrosos.
Sin embargo, la cementación con gas metálico también tiene algunas limitaciones y retos. Uno de ellos es la distorsión y el agrietamiento de las piezas debido a las tensiones térmicas y las transformaciones de fase durante el calentamiento y el enfriamiento. Para minimizar este problema, es necesario seleccionar cuidadosamente el tipo de acero, el precalentamiento, el recocido posterior a la carburación y el revenido. Otro reto es evitar la descarburación u oxidación de la superficie metálica durante el calentamiento, que puede reducir la dureza y calidad de la caja. Esto puede evitarse utilizando revestimientos protectores o gases inertes en el horno.
La carburación con gas metálico es una técnica versátil y eficaz para aumentar la dureza superficial de las piezas de acero con bajo contenido en carbono. La comprensión de los principios y parámetros de este proceso permite optimizar su rendimiento y calidad para diversas aplicaciones.