Carbonitruración.

¿Qué hacemos?

Carbonitruración

La carbonitruración es un proceso austenítico de endurecimiento superficial similar a la carburizacion, con adición de nitrógeno (por adicion de amoniaco, NH₃), que se utiliza para aumentar la resistencia al desgaste y la dureza superficial mediante la creación de una capa superficial endurecida.

Ventajas de la carbonitruración

La carbonitruración se aplica principalmente para producir una superficie dura y resistente al desgaste. La difusión de carbono y nitrógeno aumenta la templabilidad de los aceros al carbono y de baja aleación, y crea una superficie más dura que en el carburizado. El proceso de carbonitruración es especialmente adecuado para la producción en serie de componentes pequeños. Debido a la menor temperatura requerida para la carbonitruración, en comparación con el carburizado, se reduce la distorsión. Una velocidad de enfriamiento menos agresiva reduce el riesgo de formación de grietas durante el proceso de temple.

Materiales y aplicaciones

La carbonitruración se aplica con éxito a componentes producidos generalmente en serie, y de pequeñas dimensiones, en los que se requiere una gran resistencia al desgaste y en los que los requerimientos de profundidad de capa oscilan entre 0,1 y 0,75 mm como máximo. Las aplicaciones típicas incluyen:

• engranes y ejes
• pistones
• rodillos y rodamientos
• niveladores en sistemas de accionamiento hidráulico, neumático y mecánico.

Principalmente para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga de los aceros al carbono regulares.

Se puede carbonitrurar una amplia variedad de aceros, desde aceros al carbono sin alear hasta aceros de bajo contenido de carbono (acero dulce con bajo contenido de aluminio), aceros de baja aleación con un máximo de 0,25% de carbono y aceros sinterizados.

Detalles del proceso de carbonitruración

La carbonitruración es un tratamiento termoquímico que implica la incorporación de carbono y nitrógeno en la superficie del componente, normalmente de forma simultánea. El proceso se lleva a cabo a temperaturas más bajas y, por lo general, durante menos tiempo que el carburizado, por lo que los componentes son menos propensos a la deformación. El nitrógeno difundido tiene un efecto estabilizador sobre la austenita y reduce la velocidad crítica de enfriamiento y, en consecuencia, aumenta la templabilidad del acero.

Para reducir la distorsión, pueden aplicarse medios de temple menos severos, como el aceite, en lugar del temple en agua necesario para el acero con bajo contenido de carbono.

La carbonitruración se realiza generalmente en un rango de temperatura de 820-900 °C en atmósfera gaseosa, añadiendo entre un 0,5 % y un 0,8 % de carbono y entre un 0,2 % y un 0,4 % (< 5 %) de nitrógeno a la superficie del acero al carbono o del acero de baja aleación. Después del tiempo de difusión, los componentes se templan directamente en aceite. La profundidad de cementación (CHD) alcanzada no suele ser superior a unos 0,7 mm y depende no solo de la profundidad de carbonitruración, sino también de la temperatura y velocidad de temple, la templabilidad del acero y las dimensiones del componente. El tratamiento térmico se completa con un revenido a baja temperatura, entre 150 y 200 °C, lo cual reduce la fragilidad en rangos elevados de profundidad de capa y en función a la fricción, desgaste y lubricación sometidas.