Tratamientos Termoquímicos del Acero: Endurecimiento Superficial y Propiedades

Tratamientos Termoquímicos

Los tratamientos termoquímicos se efectúan en aceros con menos del 0.30% de carbono. No solo se producen cambios en la estructura del acero, sino también en su composición química. Estos tratamientos consiguen aumentar la dureza superficial de los componentes, dejando el núcleo más blando y flexible.

El proceso de calentamiento y enfriamiento requiere el uso de atmósferas especiales. También se puede mejorar la resistencia al desgaste o la corrosión.

Cementación

Consiste en aumentar la dureza superficial de una pieza de acero dulce, incrementando su concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve al metal durante el calentamiento y enfriamiento. Se aplica en piezas que deben ser resistentes al desgaste y a los golpes.

La temperatura usual de cementación es cercana a los 950 °C. La profundidad de este tratamiento depende del tiempo y de la dureza deseada.

Características de la Cementación

• Endurece la superficie.
• No afecta al corazón de la pieza.
• Aumenta el carbono de la superficie.
• El tratamiento es lento y se hace necesario un tratamiento posterior.
• Los engranajes suelen ser piezas que se cementan.

Nitruración

Consiste en enriquecer la superficie de la pieza en nitrógeno, calentándola en una atmósfera específica a bajas temperaturas (500-580 °C). Se forma una capa de muy poca profundidad, pero de dureza muy superior a la capa de cementado. La nitruración se aplica a piezas sometidas a grandes fuerzas de rozamiento y cargas.

Características de la Nitruración

• Endurece la superficie de la pieza.
• Aumenta ligeramente el volumen de la pieza.
• Se emplean vapores de amoníaco.
• Es un tratamiento muy lento.
• Las piezas no requieren ningún otro tratamiento posterior.

Aceros para Nitruración

• Aconsejable: Aceros inoxidables, aceros al cromo-níquel y ciertas fundiciones de aluminio o cromo.
• No aconsejable: Aceros al carbono no aleados.

Cianuración

Se busca el endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Consiste en endurecer la superficie de las piezas introduciendo carbono y nitrógeno. Es un tratamiento intermedio entre la cementación y la nitruración. Tras este tratamiento hay que templar las piezas. Se cementa entre 760 y 950 °C.

Ventajas de la Cianuración

• Eliminación de oxidación.
• Profundidad de la superficie y contenidos de carbono (C) uniformes.
• Gran rapidez de penetración.

Desventajas de la Cianuración

• Lavado de las piezas posterior al tratamiento.
• Revisión constante de la composición del baño.
• Alta peligrosidad de las sales de cianuro.

Sulfinización

Consiste en introducir una pequeña capa superficial de aleaciones de azufre (S), nitrógeno (N) y carbono (C) en aleaciones férreas y cobre. Las piezas se introducen en un baño de sales. La temperatura del proceso oscila entre 560 y 570 °C.

Las dimensiones de las piezas aumentan ligeramente. Con este tratamiento se mejora la resistencia al desgaste, se favorece la lubricación y se evita el agarrotamiento.