Endurecimiento Superficial del Acero: Métodos y Procedimientos

¿Qué es el Temple?

El temple es un tratamiento térmico que se utiliza para producir superficies endurecidas en el acero.

Factores que Influyen en la Dureza Obtenida por Temple

• Rapidez o velocidad de enfriamiento.
• Contenido de carbono:
  • Bajo carbono: menos de 0.20%
  • Medio carbono: de 0.20% a 0.40%
  • Alto carbono: de 0.40% a 1.7 (2.0)%
• Porcentaje de aleación:
  • Baja aleación: menos de 8% de aleación
  • Alta aleación: más de 8% de aleación
• Tamaño de la pieza.

Procedimiento para un Proceso de Temple

1. Seleccionar o determinar el tipo de acero.
2. Determinar la temperatura de calentamiento.
3. Seleccionar el medio de enfriamiento.
4. Determinar la dureza inicial.
5. Calentar la pieza de 25ºC a 50ºC arriba de Ac3 (900ºC), en aceros hipoeutectoides, o bien, calentar 25ºC a 50ºC arriba de Ac1 (723ºC), en aceros hipereutectoides.
6. Mantener la pieza en el horno a temperatura constante.
7. Sacar la pieza del horno y enfriarla rápidamente, agitando ésta en el medio de enfriamiento, es decir formar círculos lentamente.
8. Limpiar la pieza.
9. Determinar la dureza final.

Tipos de Endurecimiento Superficial

• Carburación
• Cianurado
• Nitrurado
• Por inducción
• Por flama (llama)
• Metalizado

Carburación

Procedimiento: Calentar la pieza al rojo, estando en contacto con carbón vegetal o coque y enfriar lentamente. Se obtienen espesores de aproximadamente 0.8 a 1.5 mm de profundidad de la capa endurecida. El acero usado es de bajo carbono (aprox. 0.5% de C) se convierte en acero de alto carbono (0.39 a 1.2% de C).

Cianurado

Este proceso combina la absorción de carbono y nitrógeno para obtener dureza en aceros de bajo carbono que normalmente no responden al tratamiento térmico.

Procedimiento:

1. El metal se sumerge en sales de NaCN a 840ºC.
2. Se mantiene “X” tiempo en calentamiento (hasta alcanzar una coloración rojo-blanquecina).
3. Enfriar en aceite o en agua.

Se obtienen espesores de aprox. 0.13 a 0.5 mm. El proceso es altamente tóxico.

Nitrurado

Este proceso consiste en calentar la pieza de acero a 500ºC en contacto con NH3 (Amoniaco), el nitrógeno forma nitruros muy duros. Se obtienen piezas de aprox. 900 a 1100 HB y espesores de dureza de aprox. 0.025 a 0.13 mm.

Endurecimiento por Inducción

Este proceso se emplea para el endurecimiento de piezas pequeñas en forma “casi instantánea” por medio de una corriente inducida a través de un anillo de tubo de cobre por el cual circula agua de enfriamiento. El procedimiento es adecuado para calentar extremos de barras o piezas medianas como cinceles, destornilladores, formones, etc.

Endurecimiento por Flama (Llama)

Este proceso permite el tratamiento térmico (temple) de piezas oralmente voluminosas, que no pueden ser endurecidas por otro procedimiento. Emplea una unidad generadora de calor (oxiacetilénica), y una de enfriamiento (regadera de agua).

El proceso puede hacerse en tres formas:

1. Pieza en movimiento, unidad estacionaria.
2. Pieza estacionaria, unidad en movimiento.
3. Pieza y unidad en movimiento (ambas en sentido opuesto).

Por este proceso se pueden obtener espesores endurecidos de aproximadamente 1.6 mm. La velocidad de avance de la flama (Unidad térmica-refrigerante), es de aproximadamente 50 a 200 mm/min.

Metalizado

Este proceso consiste en el recubrimiento de una pieza metálica por medio de la fusión de un alambre o polvo oxiacetilénico generalmente, que al fundirse es depositado sobre la superficie a recubrir (endurecer) y que generalmente, para obtener una superficie uniforme, el proceso se hace en un torno para superficies cilíndricas. En algunos casos se rectifica (con una muela) para obtener superficies regulares y uniformes, principalmente cuando el recubrimiento se hace con metales muy duros, como Co, W, Tu, Mo, etc.