TRATAMIENTOS TERMOQUMICOS

QUE SON LOS TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOSSon tratamientos trmicos en los que, adems de los cambios en la estructura del acero, tambin se producen cambios en la composicin qumica de la capa superficial, aadiendo diferentes productos qumicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmsferas especiales. EN QUE CONSISTE LOS TRATAMIENTOS TERMOQUMICOSConsiste en enriquecer las capas superficiales de la pieza de acero con elementos: Carbono (cementacin),Nitrgeno (nitruracin), Carbono y Nitrgeno(Carbonitruracin o Cianuracin), aluminio (Calorizacin),cromo (cromado) y otros, para elevar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosin y otras propiedades.ETAPAS PARA LOS TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS Consiste en la descomposicin de las molculas y la formacin de tomos activos del elemento que difunde la disociacin es cuando los tomos del elemento que difunden se ponen en contacto con la superficie de la pieza de acero formando enlaces qumicos con los tomos del metal. La absorcin es decir la penetracin del elemento de saturacin hacia la zona interior del metal, al penetrar los que se difunden en la red del disolvente la velocidad de difusin ser ms alta, siempre y cuando en la reaccin se formen disoluciones solidas de sustitucin. La difusin.

CLASIFICACION: Cementacin (carbono) Recubrimiento por cementacin. Nitruracin (Nitrgeno) Carbonitruracin (Carbono y Cianuracin nitrgeno) Cianuracin

CEMENTACION (CARBURACION)La cementacin es un tratamiento termoqumico en el que se aporta carbono a la superficie de una pieza de acero mediante difusin, modificando su composicin. La cementacin se utiliza en aceros con bajo contenido en carbono (0.15-0.20 %C).La cementacin tiene por objeto endurecer la superficie de una pieza sin modificacin del ncleo, dando lugar asa una pieza formada por dos materiales, la del ncleo de acero con bajo ndice de carbono, tenaz y resistente a la fatiga, y la parte de la superficie, de acero con mayor concentracin de carbono, ms dura, resistente al desgaste y a las deformaciones, siendo todo ello una nica pieza compacta. La cementacin Consiste en recubrir las partes a cementar de una materia rica en carbono, llamada cementante, y someterla durante varias horas a altas temperatura (900C).La pieza as obtenida se le da el tratamiento trmico correspondiente, temple y revenido, y cada una de las dos zonas de la pieza, adquirir las cualidades que corresponden a su porcentaje de carbono. En ocasiones se dan dos temples, uno homogneo a toda la pieza y un segundo temple que endurece la parte exterior. La cementacin encuentra aplicacin en todas aquellas piezas que tengan que poseer gran resistencia al choque y tenacidad junto con una gran resistencia al desgaste, como es el caso de los piones, levas, ejes, etc.

CARACTERISTICASEndurece la superficie.No le afecta al corazn de la pieza.Aumenta el carbono de la superficieSu temperatura de calentamiento es alrededor de los900 C.LA CEMENTACIN EN CARBURANTE SOLIDOEs el procedimiento ms antiguo. En este caso las piezas, despus de su elaboracin preliminar, se limpian quitndoles el orn, la suciedad y la grasa; los lugares que no se han de carburar, por ejemplo, la superficie interior del buln de un pistn, los cuellos de los arboles de levas, se aslan con un recubrimiento electroltico de cobre de0,005mm de espesor.LA CEMENTACIN LIQUIDASe aplica, como regla, para las piezas pequeas cuando se requiere una profundidad insignificante de la capa carburada(0,3-0,5 mm). y se efecta en los baos de sales con la siguiente composicin: 75-80% de Carbonato de Sodio(Na2CO3), 10-15% de Cloruro de sodio (NaCl), 6-10% de Carburo de Silicio (SiC), con calentamiento hasta 820-850C y permanencia hasta 1 hora.LA CARBURACIN GASEOSA Se emplea ampliamente en la construccin de maquinariapara la produccin en serie y en masa forma de gases. Esta cementacin se realiza en hornos de mufla de accincontinua y de cuba, calentado hasta 930C durante 6 horas,aproximadamente, para carburar una capa hasta de 1 mm. El tratamiento trmico termina con el revenido a 160-180C.HORNO PARA CEMENTACINel proceso de endurecimiento por cementacin se utilizapara aceros con poco carbono. La pieza se maleabiliza engas endotrmico y de alto contenido de carbono.El acero calentado a temperaturas de 900C hasta 1000absorbe el carbono del gas en el horno para cementacin.Tambin se pueden usar: horno rotativos para elendurecimiento del acero. Horno para cementacin de acero con tambor rotativo continuo.

MATERIALES CEMENTADOS. Porta-herramienta de zunchar en caliente Candado lnea doble traba a bolillas arco chico

NITRURACIONLa nitruracin es un tratamiento termoqumico, en el quese modifica la composicin del acero incorporado nitrgenodurante el proceso de tratamiento trmico en unaatmosfera rica en nitrgeno.El objetivo de la nitruracin es el de elevar la dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosin de la capa superficial de las piezas, saturndolas con nitrgeno.PROCEDIMIENTOExisten dos procedimientos para la nitruracin: la nitruracin en horno y la nitruracin inica. Para la nitruracin en horno, se coloca la pieza dentro del horno, dentro del cual se hace circular amoniaco y posteriormente se calienta a temperaturas de aproximadamente 500C, lo que provoca que el amonaco se descomponga en nitrgeno e hidrogeno; el hidrgeno, se separa del nitrgeno por diferencia de densidad, y el nitrgeno, al entrar en contacto con la superficie de la pieza, forma un recubrimiento de nitruro de hierro.En el caso de la nitruracin inica, las molculas de amonaco se rompen mediante la aplicacin de un campo elctrico. Esto se logra sometiendo al amonaco a una diferencia de potencial de entre 300 y 1000 V. Los iones de nitrgeno se dirigen hacia el ctodo (que consiste en la pieza a tratar) y reaccionan para formar el nitruro de hierro (Fe2N).APLICACIONESLa nitruracin se aplica principalmente a piezas que son sometidas regularmente a grandes fuerzas de rozamiento y de carga, tales como pistas de rodamientos, camisas de cilindros, etc. Estas aplicaciones requieren que las piezas tengan un ncleo con cierta plasticidad, que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza que resista la friccin y el desgaste.ACEROS PARA NITRURACIN Para este proceso resulta conveniente que en la composicin de la aleacin haya una cierta cantidades aluminio (1% aproximadamente).Este tratamiento tambin es aplicable a algunos aceros inoxidables, aceros al cromo-nquel y ciertas fundiciones al aluminio o al cromo. ENDURECIMIENTO POR NITRACIN/NITRIDACIN Y NITROCARBURACINDurante la nitracin y nitridacin en el horno para nitrar y horno para nitridar se difunde el nitrgeno en la superficie del acero a temperaturas entre 500C y 550C. Durante el proceso de enfriamiento se extrae nitrgeno. En la nitrocarburacin (fase gaseosa) se difunde a partir del monxido de carbono y del hidrxido de carbono, adems del oxgeno, nitrgeno. Una vez se haya aplicado el tratamiento completo, el enfriamiento se har siempre bajo una atmsfera controlada para evitar la contaminacin superficial u oxidacin de la pieza. A aquellas partes de la pieza que no se deban nitrurar seles da un bao de estao y plomo al 50%, que cubre la superficie de la pieza aislndola del nitrgeno.HORNOS UTILIZADOS horno para nitrar horno para nitrar de dos etapas

MATERIALES NITRURADOS Varilla de 5mm. de acero nitrurado Husillos con hilos trapezoidal y cuadrado

CIANURACIONLa Cianuracin es un tratamiento termoqumico que se da a los aceros. Cuando se quiere obtener una superficie dura y resistente al desgaste, esto se logra empleando un bao de cianuro fundido, la Cianuracin se puede considerar como un tratamiento intermedio entre la cementacin y la nitruracin ya que el endurecimiento se consigue por la accin combinada del carbono y el nitrgeno a una temperatura determinada.COMO SE REALIZA LA CIANURACINLa Cianuracin se efecta a una temperatura justamente por encima de la crtica del corazn de la pieza, se introduce la pieza en una solucin que generalmente consta de cianuro de sodio con cloruro de sodio y carbonato de sodio, el enfriamiento se da directamente por inmersin al salir del bao de cianuro con esto se obtiene una profundidad de superficie templada uniforme de unos 0.25 mm en un tiempo de una hora.La Cianuracin liquida de las piezas se realizan a 820-870C con permanencia hasta 1 hora en un bao de cianuro que contiene una mezcla de sales, aproximadamente de la siguiente composicin: 45% de Cianuro de Sodio (NaCN), 35% de Carbonato de Sodio(Na2CO3), 20% de Cloruro de Sodio (NaCl).Despus de la Cianuracin las piezas se enfran hasta la temperatura ptima del temple y se templan en agua o aceite segn el tipo de acero. Despus del temple se efecta el revenido a 160-180C.La carburacin gaseosa es la saturacin de la capa superficial de las piezas con carbono y nitrgeno en un medio gaseoso compuesto de 70-80% de gas cementante y20-30% de amoniaco y calentamiento hasta 850-900C. La duracin del proceso para lograr una capa de 0,3-0,5 mm de profundidad es de 3 horas; para 0,5-0,7 mm de profundidad,6 horas; y para 0,7-0,9 mm de profundidad, 8 horas. Una vez carbonitruradas las piezas se someten al temple y revenido.

CARBONITRURACION

Se entiende por carbonitruracin, a el tratamiento termoqumico en el que se promueve el enriquecimiento superficial simultneo con carbono y nitrgeno en piezas de acero, con el objetivo de obtener superficies extremadamente duras y un ncleo tenaz, sumado a otras propiedades mecnicas como resistencia a la fatiga, resistencia al desgaste y resistencia a la torsin. La carbonitruracin puede considerarse como un caso particular de la cementacin donde la adicin de nitrgeno: acelera la difusin de carbono disminuye la velocidad critica de temple y as reducir las deformaciones de templeLa carbonitruracin en bao de sal es un tratamiento que se encuadra entre la nitruracin y la cementacin. Por esta razn la temperatura de la carbonitruracin se sita entre las temperaturas de estos dos procesos. La oferta de nitrgeno, que se difundir en el acero, depender de la composicin del bao y tambin de su temperatura. Sin embargo, se sabe que la oferta de nitrgeno se reduce a medida que aumenta la temperaturaENDURECIMIENTO POR CARBONITRURACIN Y CARBONITRURACIN A BAJA TEMPERATURA Cuando el proceso se produce a temperaturas entre 650Chasta 770C, puede difundirse el nitrgeno muy bien y despus del enfriamiento rpido se forma una capa de nitridos y carbidos sobre la capa de martenstica con contenido de nitrgeno. En la carbonitruracin sobre 770Chasta 930C no se forma esa capa sobre la superficie, porque el carbono se puede difundir mejor. El nitrgeno estabiliza la fase austenita y posibilita as un enfriamiento del material ms suave con una dureza ms alta. Sin embargo, el espesor de la capa endurecida es menor que en la cementacin y el cambio hacia el material interno es ms fuerte. Al igual que en la cementacin, el acero se enfriar rpidamente y luego se vuelve a calentar en la fase gaseosa despus de la maleabilizacin.

HORNOS UTILIZADOS Horno para carbonitrar, horno para carbonitrar a bajas temperaturas. Horno para carbonitrar a bajas temperaturas con enfriamiento rpido en liquido en vacio.

MATERIALES CARBONITRADOS Tornillos drywall Turbinas, hlices

RECUBRIMIETO POR CEMENTACIONPara impartir a la capa superficial de las piezas una gran resistencia a la formacin de orn, resistencia al calor, resistencia a la corrosin, dureza y resistencia al desgaste ,se aplica la saturacin o recubrimiento de la capa superficial de la pieza con distintos metales: aluminio, cromo, silicio y otros. En estos casos el tratamiento termoqumico se denomina recubrimiento por cementacin.CALORIZACINLa Calorizacin, tcnica tambin denominada aluminazacin, es una cementacin del acero al carbono a base de aluminio. Tiene por finalidad aumentar la resistencia a la corrosin del acero a elevadas temperaturas. Suele aplicar a los depsitos de combustible de los generadores de gas, a las fundas de los termopares, a las cucharas de colada de los metales fundidos, a las vlvulas y a otras piezas que trabajan a altas temperaturas.

CROMIZACIN Se puede realizar en medios solido, liquido o gaseoso que contengan cloruro de cromo (CrCl2). Corrientemente, el proceso se efecta a la temperatura de 900-1000C y con permanencia a esta temperatura unas 10-12 horas. El cromado por difusin eleva la resistencia a la corrosin ,resistencia a la formacin de orn, aumenta la dureza y resistencia al desgaste de las piezas de acero y fundicin.

MATERIALES CROMADOS Taburetes y mesas base acero cromado

SILICACIN El proceso de saturacin de la capa superior de la pieza con silicio, se puede efectuar en medios solido, lquido y gaseoso que contengan cloruro de silicio (SiCl4). La silicacin en medio gaseoso a 1050C durante 2 horas, da una profundidad de la capa saturada hasta 1 mm. La silicacin eleva la resistencia a la corrosin en distintos medios: agua de mar, cidos ntricos, sulfrico clorhdrico. En este caso aumenta tambin consideradamente la resistencia y a la resistencia al desgaste de las piezas de acero y fundicin.

INTRODUCCIN

La utilizacin de tratamientos termoqumicos permite lograr las ms diversas caractersticas del acero y sus aleaciones, as como de otros muchos metales. En consecuencia dichos tratamientos tienen una importancia primordial en las distintas fases de fabricacin de la industria moderna. En este trabajo se pretende dar una somera informacin sobre los diferentes tratamientos termoqumicos , sus procedimientos y resultados.

OBJETIVO

Aumentar la disminuir dureza superficial de las aumentar la resistencia el rozamiento aumentando piezas dejando el ncleo al desgaste el poder lubrificante ms blando y tenaz aumentar la resistencia aumentar la resistencia y la fatiga la corrosin.

CONCLUSIN

Debido a la variedad de los tratamientos trmicos es importante saber y distinguir las diferencias y caractersticas que se obtienen con cada uno de los diferentes tipos de tratamientos trmicos , ya que podemos obtener mejor resultado sabiendo aplicar cada uno de ellos y entender los procedimientos bsicos que este encierra para un mejor trabajo; hoy, maana y siempre estos tratamientos estarn presentes porque este campo va a hacer infinito, el acero es una materia prima, podra existir diversas aleaciones pero acero estar presente y las caractersticas de este no se encajan del todo a nuestras necesidades y por eso es necesario el manipularlo hasta llevarlo a lo mas extremo en lo que queremos obtener , mayor ductibilidad, mayor dureza, entre otras propiedades presentes en los aceros.

IVONNE TRINIDAD HERNANDEZ

CONCLUSION

Al finalizar esta investigacin se puede concluir que las propiedades fsicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribucin. Antes del tratamiento trmico, la mayora de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dctil, es hierro con pequeas cantidades de carbono y otros elementos en disolucin. los tratamientos termoqumicos son una herramienta muy difundida en la industria, debido a que los procesos modernos exigen que los materiales tengan ciertas cualidades mecnicas, en especial de dureza y tenacidad, es ah cuando los tratamientos trmicos encuentran su papel. Aunque la mayora de estos tratamientos son para mejorar las cualidades mecnicas, as tambin existen unos pocos que ablandan los metales, esto para eliminar los esfuerzos residuales generados por los diversos procesos de manufactura.

DANIA JACKELINE ACOSTA HERNANDEZ

INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE ALVARADO INGENIERAINDUSTRIAL Materia: PROCESO DE FABRICACION Semestre-Grupo: CUARTO SEMESTRE GRUPO B Producto Acadmico: REPORTE DE EXPOSICION

Tema:TRATAMIENTOS TERMOQUIMICOS

Presenta: DANIA JACKELINE ACOSTA HERNANDEZIVONNE TRINIDAD HERNANDEZELI CRUZ GOMEZYETZABELLY MARQUEZ TIBURCIO

Docente: ING. XOCHILT DEL CARMEN ROMERO HIPOLITO

H. Y G. ALVARADO, VER. FEB-JUN 2015