Desarrollo del proceso de cementación para endurecimiento superficial mediante empaquetamiento de polvos y fluidización

Abstract

Este proyecto de tesis desarrolla el proceso de cementado por empaquetado para un acero de bajo carbono, utilizando un lecho fluidizado. Este tratamiento tiene como fin enriquecer superficialmente al acero con carbono mediante difusión. De esta manera, se consigue una capa superficial con una concentración de carbono superior a la de su núcleo. Como efecto, el acero cementado adquiere una combinación útil de propiedades: alta dureza superficial y resistencia al desgaste, sin perder tenacidad en su núcleo. La mezcla cementante que se utilizó está compuesta por 90% de carbón activado y 10% carbonato de sodio. Además, para el lecho fluidizado se usó argón. Se realizaron cuatro pruebas distintas de cementación, variando la temperatura y el tiempo. Así, se determinaron dos posibles combinaciones de estos parámetros como condiciones mínimas necesarias para el proceso de cementado propuesto: a 850 ºC por 3 horas o a 900 ºC por 2 horas. El objetivo principal es asegurarse que bajo las condiciones sugeridas, el proceso se desarrolló satisfactoriamente. Esto se puede confirmar con los análisis de dureza y de profundidad total de la capa cementada. Primero, la profundidad total de la capa obtenida confirma que el proceso se desarrolló correctamente. El valor de la profundidad alcanzó más de 0.8 mm. La profundidad total se define como la distancia perpendicular desde el límite de la superficie hasta el final de la zona endurecida. Por otro lado, el aumento de dureza en todas las pruebas, con respecto al material suministrado inicialmente, corrobora la presencia de una capa con una concentración de carbono más alta. Finalmente, además de asegurar que el proceso fue exitoso, es importante resaltar las ventajas de utilizar un lecho fluidizado. Esta técnica se convierte en una excelente alternativa para complementar el cementado, ya que se obtienen mejores resultados en cuanto a uniformidad y profundidad de capa cementada, tal como se demuestra en esta tesis.