Capas Endurecidas

Las capas superficiales endurecidas son la respuesta a la necesidad de la industria de obtener piezas más resistentes al desgaste y a la fatiga a la que están sometidas, sin alterar su núcleo.

En la industria hay aplicaciones que requieren piezas con una alta dureza superficial y una alta tenacidad de la pieza. Por lo que no se pueden emplear materiales templados de alta dureza por su fragilidad, ni materiales blandos por su baja resistencia al desgaste. La respuesta de la industria a esta necesidad es el empleo de capas superficiales endurecidas.

Las capas endurecidas se obtienen tras tratamientos térmicos específicos, que endurecen la superficie de las piezas para aumentar su resistencia al desgaste y a la fatiga, sin alterar el núcleo. Al endurecer selectivamente la superficie de los componentes, el núcleo mantiene una alta tenacidad evitando la fragilidad de la pieza.

¿Qué tipo de capas endurecidas se utilizan en la industria? ¿Qué tratamiento térmico se les aplica?

Se utilizan principalmente 3 tipos de capas endurecidas obtenidas con su tratamiento correspondiente:

En las capas cementadas, se aumenta el contenido en carbono en la superficie de la pieza mediante un proceso conocido como cementación. En este proceso la pieza es expuesta a un agente carburante a alta temperatura durante un cierto periodo de tiempo, aumentando el contenido de carbono en superficie y obteniendo una mayor dureza en estas zonas tras el tratamiento térmico (temple y revenido).

Para obtener este tipo de capa la pieza es expuesta a una atmósfera rica en nitrógeno en un horno gaseoso o en un baño de sales a alta temperatura (aproximadamente a 500º C). A este proceso se le llama nitruración. De la misma forma que en las capas cementadas, la superficie queda endurecida por efecto del nitrógeno. En la nitruración se obtienen capas endurecidas de menor espesor que con la cementación.

Para conseguir este tipo de capa se realiza un temple superficial, normalmente por inducción, en el que la dureza se adquiere al calentar selectivamente la superficie de la zona deseada. Al ser un calentamiento localizado, el núcleo no se ve afectado por el calor durante el proceso y mantiene sus propiedades mecánicas.

¿Cómo se miden las capas endurecidas?

Para determinar la profundidad de las capas endurecidas se mide la dureza de la pieza desde la superficie hasta el núcleo, obteniendo un perfil de dureza como el representado en la siguiente imagen.

La profundidad de la capa endurecida es la distancia entre la superficie de la pieza (con altos valores de dureza) y el valor de dureza especificado, también llamado “dureza límite”.

Debido a que la medida de todas las capas endurecidas se basa en el mismo principio, la norma UNE-EN ISO 18203:2022 recoge el método de ensayo para la determinación de la profundidad de nitruración, cementación y de temple superficial.

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