Uso del nitrógeno en el tratamiento térmico de metales
Uso de nitrógeno en el tratamiento térmico de metales
1. Qué es el tratamiento térmico de metales
El tratamiento térmico de metales es un proceso controlado en el cual sometemos al material a una secuencia de tiempo-temperatura para mejorar las características de este.
En resumen: el material a tratar se va a calentar según un programa determinado y posteriormente se va a someter a un enfriamiento también a una velocidad predeterminada.
Son muchos los materiales a tratar como pueden ser el acero inoxidable, hierro fundido, aluminio, aleaciones de cobre, latón, aleaciones de titanio, … Y varios los procesos térmicos a aplicar:
- Cementación (aporta dureza al metal)
- Recocido (elimina tensiones en el metal, recupera la estructura, aumenta plasticidad y ductilidad)
- Soldadura brazing (se emplea para unión de metales y aleaciones)
- Forjado (hace el producto más maleable)
- Sinterización (proporciona enlaces fuertes entre partículas)
2. Usos del nitrógeno en los diferentes tipos de tratamiento térmico de metales
El nitrógeno se utiliza en diferentes tipos de tratamiento térmico tales como la cementación, el recocido, la sinterización, la soldadura brazing.
1) Cementación
El nitrógeno se utiliza en la cementación para acelerar la absorción de carbono en el metal tratado durante el proceso de carburación (combinación del carbono y el hierro para producir el acero) para dar más dureza al material.
2) Recocido
El nitrógeno proporciona una atmósfera inerte adecuada que ayudará a prevenir reacciones exotérmicas y hornos peligrosamente sobrecalentados.
3) Sinterización
La etapa de enfriamiento del proceso de sinterización requiere una atmósfera reducida de oxígeno para evitar la oxidación y cualquier opacidad de la superficie metálica y para ello es imprescindible un gas inerte como el nitrógeno, proporcionando enlaces fuertes entre partículas, disminuyendo los defectos de las piezas.
4) Soldadura brazing
Con el uso del nitrógeno, eliminamos el oxígeno y mejoramos la unión de los metales.
El nitrógeno evita la oxidación durante el calentamiento del metal a su temperatura de normalización, eliminando la necesidad de operaciones secundarias de eliminación de óxido.
3. Beneficios del uso del nitrógeno en el tratamiento térmico de metales
El nitrógeno en el tratamiento térmico de metales aporta múltiples beneficios:
- Purgar el horno (limpiar el aire, eliminar volátiles).
- Mantener sobrepresión en el horno.
- Evitar reacciones indeseadas (oxidación, nitruración, cementación)
- Crear reacciones controladas (cementación, nitruración) .
- Transferencia de calor.
Micro video: Tratamiento térmico de metales y Uso de nitrógeno
Los objetivos del tratamiento térmico de metales son varios, por un lado, mejorar las propiedades metálicas del material a tratar, por otro lado, conseguir una mayor calidad, evitando la corrosión del metal, y adicionalmente proporcionar estabilidad al material, eliminando tensiones. Las empresas que poseen su propia fuente de nitrógeno ahorran costes, controlan la pureza sin renunciar a la calidad y ayudan a proteger el medioambiente.
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