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La nitruración es un proceso que modifica la composición del metal añadiendo nitrógeno, obteniendo un incremento de la dureza superficial de las piezas. También aumenta la resistencia a la corrosión y a la fatiga.

Procedimiento:

La nitruración puede ser en horno gaseoso, en baño de sales fundidas o iónica. En el primer caso la pieza se introduce en un horno en el que se llena la atmósfera con amoníaco y luego se calienta a temperaturas de aproximadamente 500 °C

Aplicaciones de la nitruración:

La nitruración se aplica principalmente a piezas que son sometidas regularmente a grandes fuerzas de rozamiento y de carga, tales como pistas de rodamientos, camisas de cilindros, árboles de levas, engranajes sin fin, etc. Estas aplicaciones requieren que las piezas tengan un núcleo con cierta elasticidad, que absorba golpes y vibraciones, y una superficie de gran dureza que resista la fricción y el desgaste.

Podemos diferenciar cuatro tipos de nitruración:

• Nitruración gaseosa.
• Nitruración líquida.
• Nitruración sólida.
• Nitruración iónica

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El cianuro se utiliza para endurecer la superficie de pequeñas piezas de acero. El proceso de cianuro realizado en sal fundida (baño líquido) asegura un alto rendimiento. Las propiedades especiales del acero cuya capa superficial está saturada de nitrógeno y carbono determinan la aplicación de este proceso en la industria. La reacción de cianación se puede realizar en medios sólidos, líquidos y gaseosos, esta última se denomina nitro-cementación.
CIANURACION DEL ORO
El cianuro de oro (también conocido como proceso de cianuro o proceso MacArthur-Forrest) es una técnica metalúrgica utilizada para extraer oro de minerales de mala calidad. El proceso está diseñado para convertir el oro (insoluble en agua) en cianuro de anión metálico complejo El proceso de disolución en agua se llama lixiviación. Este es el proceso más utilizado en la extracción de oro. Debido a la naturaleza tóxica del cianuro, este método ha causado mucha controversia y su uso está prohibido en muchos países y regiones.

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La cementación es tratamiento térmico que transforma la superficie de un acero dulce.

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utilizado en la práctica, cuando se requiere una pieza con superficie dura sin perder sus cualidades primitivas en el núcleo; este
proceso consiste en añadir una proporción adecuada de carbón a la parte externa de la pieza, sin alterar sus propiedades internas.

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El acero o hierro dulce absorbe el carbono de cementación, únicamente cuando dichos materiales alcanzan una temperatura suficientemente alta

Por lo tanto para que se verifique la absorción del
carbono exterior las piezas se calientan aproximadamente a 700ºC.

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En los aceros con menos del 0,3% en masa de carbono, la transformación en martensita no
produce ningún aumento notable de la dureza. Con ayuda del carbono que penetra por difusión se consigue, sin embargo, carburar suficientemente la capa exterior de las piezas

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Proceso del endurecimiento por cementacion

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Proceso del endurecimiento por cementacion

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Las capas exteriores se enriquecen con carbono (carburación) o con carbono y nitrógeno (carbonitruración)

Esto se consigue a temperaturas entre 860º C y 930ºC con agentes de carburación sólidos, como el carbón vegetal o el negro de humo con agentes líquidos, como los cianuros potásicos o sódico, o con gases como el gas de la red o el metano.

La profundidad de cementación varía entre 0,01 y 5 mm .

Por medio de un enfriamiento brusco exterior se consigue el temple (formación de martensita) de la capa exterior carburada.

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Cianuro sólido Se lleva a cabo de manera similar a la carburación sólida, excepto que el combustible contiene cianuro. Debido a su rendimiento, la eficiencia de este método es mucho menor que la de la cianuración líquida y gaseosa, por lo que no se recomienda la implementación a gran escala.

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Se realiza en una mezcla de combustible y gas nitrógeno (por ejemplo, una mezcla de gas de iluminación y amoníaco). El resultado de la cianuración depende de la profundidad de la capa superficial y de la concentración de carbono y nitrógeno en la superficie. La temperatura del cianuro tiene un efecto especial sobre la composición y el rendimiento de la capa de cianuro. Su aumento hace que el contenido de carbono en la capa aumente y disminuya, aumentando así el nitrógeno.

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Es un procedimiento que consiste en endurecer superficialmente el acero,  se promueve el enriquecimiento superficial simultáneo con carbono y nitrógeno.
En el proceso disminuye la velocidad crítica de temple del acero. En este proceso se consiguen capas hasta de 1,5 mm, en nuestro caso lo hacemos en hornos de atmósfera controlada.

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Esta es la forma más común de cianuro en el acero y se lleva a cabo sobre cianuro fundido. Los mecanismos químicos para la formación de átomos de carbono y nitrógeno reactivos incluyen las siguientes reacciones: El cianuro se descompone, forma átomos de carbono y nitrógeno libres y se difunde en el metal.

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Son apropiados para cementación los aceros de baja contenido de carbono, que conserven la tenacidad en el núcleo. El cromo acelera la velocidad de penetración del carbono. Los aceros al cromo níquel tienen buenas cualidades mecánicas y responden muy bien a este proceso. Una concentración de níquel por encima del 5 %, retarda el proceso de cementación.

Aceros para cementación al carbono

Aceros para cementación al cromo-níquel (Cr-Ni) de 125kgf/mm2

Aceros para cementación al cromo-molibdeno (Cr-Mo) de 95 kgf/mm2

Aceros para cementación al cromo-níquel-molibdeno (Cr-Ni-Mo) de 135 kgf/mm2

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La sulfinización es un tratamiento termoquímico en el cual se introduce superficialmente azufre al acero. El objetivo no es mejorar las propiedades mecánicas sino mejorar su comportamiento frente al mecanizado

Procedemiento:

Consiste en elevar la temperatura de la pieza a 575°C aproximadamente en un baño de sales que ceden carbono, nitrógeno y azufre (estos dos últimos en menor cantidad), en aleaciones férreas y de cobre.

Se utiliza en aceros de bajo carbono donde la viruta no se corta sino que se deforma y es arrastrada acumulándose frente al ataque. La incorporación superficial del azufre genera sulfuro de hierro (S2Fe) como inclusión no metálica (impurezas), y se aloja en los bordes de grano lo que fragiliza al metal, lo cual hace que disminuya el punto de fusión

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Se realiza en las mismas condiciones que la cementación ya sea en baño de sales de una composición determinada o en atmósfera gaseosa con adición de nitrógeno por medio de la disociación de amoniaco.
La temperatura de la carbonitruración esta en dos procesos:
* Nitrógeno, que se difundirá en el acero, dependerá de la composición del baño y la temperatura.
*  El aumento de nitrógeno se reduce a medida que aumenta la temperatura.
El tratamiento esta subdividido en :
• Carbonitruración por encima de A1 (750ºC a 850ºC).
• Carbonitruración por debajo de A1 (700ºC a 750ºC).

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El baño de cianuro contiene cianuro, carbonato y cianato de sodio, con o sin cloruro de sodio como diluyente. El contenido de cianuro en el baño suele ser del 20% al 50%. El cianuro de sodio no se agrega deliberadamente al baño, sino que se forma por oxidación del cianuro durante el proceso de trabajo.

Operando a una temperatura de 760 ° a 950 ° C y usando un baño fundido cubierto con escamas de grafito, el porcentaje de cianato de sodio generalmente no excede el 3%. El carbonato de sodio es el producto final formado por la descomposición u oxidación del cianuro por oxidación del aire en el baño.

La carburación del acero se realiza mediante la acción del CO liberado en la solución de chapado, mientras que la acción del nitrógeno es la nitruración. El cianuro reacciona y se oxida con el oxígeno del aire para formar cianato.

2 NACN + O2 = 2 NaCNO

El cianato sódico a la TEMPERATURA de trabajo se descompone por la acción del calor en cianuro sódico, carbonato sódico, óxido de carbono y nitrógeno naciente.

4 NaCNO + calor = 2 NaCN + Na2CO3 + CO + 2 N