La cementazione è un processo di indurimento in cui il carbonio si diffonde nello strato superficiale dei componenti in acciaio a basso tenore di carbonio ad alte temperature.
In questo modo si ottiene una superficie dura e resistente all'usura e un nucleo tenace.
Questo processo è fondamentale per migliorare le proprietà meccaniche dei componenti in acciaio.
Li rende adatti ad applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura e tenacità.
5 passaggi chiave per migliorare le proprietà dell'acciaio
1. Temperatura e materiale
La carburazione comporta il riscaldamento dei componenti in acciaio a temperature sufficientemente elevate da modificare la struttura dei grani dell'acciaio.
Queste temperature sono tipicamente comprese tra 830-980°C (1525-1800°F).
Questo intervallo di temperatura consente la diffusione del carbonio nella superficie dell'acciaio.
2. Diffusione del carbonio
Durante il processo, il carbonio proveniente dall'ambiente circostante (o da un'atmosfera ricca di carbonio) si diffonde nella superficie dell'acciaio.
Ciò aumenta il contenuto di carbonio in superficie, creando una concentrazione di carbonio più elevata rispetto al nucleo del materiale.
3. Tempra
Dopo il processo di carburazione, i pezzi vengono raffreddati rapidamente (temprati) in olio o altri refrigeranti.
Questo processo di raffreddamento rapido indurisce lo strato superficiale ad alto tenore di carbonio, formando una cassa dura.
Il nucleo rimane relativamente morbido e duttile grazie al suo basso contenuto di carbonio.
4. Profondità del bossolo e proprietà
La profondità del bossolo temprato può variare da 0,020" a 0,050".
Questa superficie temprata offre un'eccellente resistenza all'usura.
Il nucleo morbido mantiene la tenacità e la duttilità del pezzo, rendendolo resistente agli urti e alla fatica.
5. Applicazioni e vantaggi
La carburazione è ideale per pezzi come ingranaggi, utensili e dispositivi di fissaggio che richiedono un equilibrio tra resistenza all'usura e tenacità.
È particolarmente vantaggiosa in settori come quello automobilistico e aerospaziale, dove i componenti sono sottoposti a forti sollecitazioni e usura.
Variazioni e tecniche avanzate
Sono state sviluppate tecniche avanzate come la carburazione sotto vuoto a bassa pressione (LPC) e la carbonitrurazione sotto vuoto a bassa pressione (LPCN).
Questi metodi consentono una diffusione più controllata del carbonio e dell'azoto, migliorando le proprietà del bossolo temprato.
In sintesi, la cementazione è una tecnica di indurimento vitale che trasforma l'acciaio a basso tenore di carbonio in componenti con una superficie dura e resistente all'usura e un nucleo tenace e duttile.
È adatta a un'ampia gamma di applicazioni industriali esigenti.
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