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Cementación.


La cementación es un tratamiento termoquímico que se realiza al acero de bajo carbono (menos del 0.25%) que no está templado con el objetivo de enriquecer en carbono (mas del 0.8 %) la capa superficial.

Consiste en someter la pieza a un ambiente rico en carbono elemental a altas temperaturas (900-950 oC), para que se produzca su difusión dentro del material de la pieza.
 
Gracias a la cementación la pieza tendrá dos capas: superficie cementada y núcleo sin cementar. Después de la cementación la pieza se somete a temple y revenido a bajas temperaturas. El núcleo, debido al bajo contenido de carbono, no admite temple, queda tenaz y puede trabajar bajo cargas dinámicas, y la zona periférica adquier temple a una profundidad de cerca de 1 mm haciéndose resistente al desgaste por rozamiento.

La cementación puede hacerse por dos vías:
  1. Cementación en medio sólido.
  2. Cementación gaseosa.

Cementación en medio sólido.

Para la cementación en medio sólido, las piezas límpias y libres de óxidos se colocan en la mezcla de cementación, dentro de cajas de chapas de acero soldadas y selladas. Estas cajas se cargan luego al horno de cementacion, y se mantienen ahí durante varias horas a una temperatura entre 900 y 950 oC  hasta obtener la profundidad de la capa de difusión deseada.

Como mezcla de cementación se puede utilizar la de 70-80 % de carbón vegetal fínamente pulverizado, con 20-30 % de alguno de los siguientes carbonatos: carbonato de bario (BaCO3); carbonato de sodio (Na2CO3) ó carbonato de potasio (K2CO3) que actúan como catalizador y que contribuyen al desprendimiento del carbono en estado elemental, necesario para la cementación.

Para el sellaje de la tapa de la caja de cementación puede utilizarse una masilla hecha con arena de fundición mezclada con silicato de sodio (vidrio soluble).

Cementación gaseosa.

La cementación gaseosa necesita de un equipo especial mas complicado y se aplica a la producción en masa de piezas cementadas.

Esta cementación tiene ventajas considerables con respecto a la cementación en medio sólido; el proceso es dos o tres veces mas rápido, la tecnología es menos perjudicial a la salud, y las propiedades del núcleo sin cementar resultan mejores debido al menor crecimiento del grano.

El proceso se realiza en hornos especiales, en cuyo interior se inyecta como gas cementante algún hidrocarburo saturado tales como metano, butano, propano y otros. Al calentar a unos 900-970 oC se desprende el carbono elemental que cementa el acero. Por ejemplo al calentar metano

CH4
==>
C
+
2H2


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