Nitruración, Carbonitruración y Sulfurización: procesos y variables clave del endurecimiento superficial

8º Nitruración

Nitruración

El **endurecimiento superficial** se consigue por absorción del **nitrógeno**. Las piezas se colocan en cajas por las que circula una corriente de **amoníaco (NH₃)**. Las piezas son templadas y revenidas antes del tratamiento.

Variables a controlar

• Composición del acero: Es necesario que contenga pequeñas cantidades de **aluminio**, **cromo** y **vanadio** para que el nitrógeno forme nitruros.
• Temperatura: ≈ 525 ºC. A mayor temperatura los nitruros se descomponen.
• Tiempo:
• Tiempo de nitruración: Proceso muy lento, de 20 a 80 horas para espesores de 0,2 a 0,7 mm.

Ventajas

• Gran dureza, que además se conserva a altas temperaturas.
• Resistencia a la corrosión: resistente en agua dulce, agua salada, atmósfera húmeda y frente al ataque de otros metales.
• Ausencia de deformaciones: debido a que no se alcanzan temperaturas elevadas ni se requieren enfriamientos bruscos.
• Buen comportamiento frente a la fricción y la fatiga, lo que lo hace idóneo para superficies de contacto en maquinaria.

Una variante del proceso anterior es la **nitruración iónica**. En este tipo de nitruración se usa un arco eléctrico para ionizar el gas **nitrógeno** en vacío. El proceso es entre un 30 % y 60 % más rápido que el tradicional y los iones son acelerados hacia la pieza por potencial eléctrico.

9º Carbonitruración

Carbonitruración

Este tratamiento es una mezcla de los dos anteriores. Su objetivo es incrementar el contenido de **carbono** en la superficie de la pieza y la formación de **nitruros**. El equipo usado será el mismo que en la cementación por gas, con la condición de añadir **amoníaco (NH₃)**. La composición más habitual: **Amoníaco NH₃ 70 %, Metano CH₄ 30 %**.

Factores que influyen en el proceso

• Temperatura, tiempo, composición y porcentaje de los agentes endurecedores.
• Profundidad de la capa superficial: entre 0,1 y 0,6 mm.
• Dureza: entre 60 y 65 Rockwell C.

La ventaja de este método es que la capa superficial rica en **nitrógeno** aumenta la resistencia a altas temperaturas y mejora la templabilidad. Un proceso similar es la **cianuración**, en el que el endurecedor se encuentra en estado líquido.

10º Sulfurización

Sulfurización

Método desarrollado en Francia en los años 70 en la industria del automóvil. El objetivo de este método es crear una capa superficial rica en **azufre**, **nitrógeno** y **carbono**. Para ello se sumergen las piezas en un baño de sales a unos 550 ºC. Las sales empleadas son cianuros, carbonato sódico o sulfuro de sodio. Con este tratamiento apenas aumenta la dureza, pero sí aumenta mucho la lubricación y la resistencia al desgaste.