Cementado: el tratamiento térmico de los metales.

Hay piezas que se desgastan con el rozamiento, por lo que deben ser sometidas a un tratamiento térmico para ser más duras que el acero al carbono estándar…

CEMENTADO: EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE METALES

Este artículo se publica en lamaneta.com gracias a la colaboración de:

http://occhiolungo.wordpress.com
http://occhiolungo.wordpress.com/2010/10/10/how-to-heat-treating-at-home/
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by Pete Young

Versión original:

I made up some new pushrods, pushrod ends and locknuts on the lathe the other day.  These parts will wear and rub with every revolution of the motor, so they need to be heat treated to become harder than standard mild steel.  One simple method is to case harden parts using a torch, with a water quench.  Using Kasenit, a better case hardening can easily be attained, say  .010” thick on the parts.  This is a suitable method for mild steels and low carbon steels.  But a different approach would be needed for through-hardening of parts, tool steels for example, or chrome-moly parts like axles or cams.  Case hardening leaves the center of the part relatively soft and ductile (able to flex a bit) while the outer skin is hard, to resist wear.

Versión traducida:
El otro día, hice unas de varillas empujadoras nuevas, finales de las varillas y tuercas de seguridad en el torno. Estas piezas se desgastan con el rozamiento de cada revolución del motor, por lo que deben ser sometidas a un tratamiento térmico para ser más duras que el acero al carbono estándar. Un método simple es endurecer las piezas usando una llama, con un enfriamiento en agua. Usando Kasenit, se puede lograr un mejor endurecimiento, por ejemplo 0.010 ” (10 centésimas de pulgada = 0.25 mm = 25 centésimas de milímetro) de espesor en las piezas. Se trata de un método adecuado para aceros dulces y aceros de bajo contenido en carbono. Sin embargo, será necesario un enfoque diferente para piezas templadas, por ejemplo acero de herramientas, o piezas al cromo-molibdenotales como ejes o levas. El endurecimiento superficial deja el centro de la pieza relativamente blando y dúctil (capaz de flexionar un poco) mientras que la capa exterior es dura, para resistir el desgaste.

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In the old days, blacksmiths would use various compounds to heat treat parts. Common items were ground up animal bones, or very used motor oil (with lots of black carbon in it). Adding carbon to the part allows the chemical composition to alter enough to take on good hardness properties via the heating and quenching procedures. Of course there are other procedures involved in heat treatment such as annealing, tempering, etc, but this article will not address those.

It is pretty simple to use Kasenit, the only things needed are an oxy-acetylene torch (or a dedicated heat treatment oven) and a bucket of water:

Antiguamente, los herreros utilizaban diferentes compuestos para el tratamiento térmico de piezas. Los elementos mas comunes eran huesos molidos de animales, o aceite de motor muy usado (con una gran cantidad de carbono o hollín en él). La adición de carbono a la pieza mediante procesos de calentamiento y enfriamiento permite alterar lo suficiente la composición química para tener unas buenas propiedades de dureza. Por supuesto que hay otros procedimientos involucrados en el tratamiento por calor, tales como recocidos, temple, etc., pero este artículo no se ocupará de ellos.

Es bastante simple usar Kasenit, lo único que se necesita es un soplete de oxiacetileno (o un horno de tratamiento térmico especial) y un cubo de agua.

Application instructions for Low Alloy or Low Carbon Steel:
Heat the work uniformly to a bright red (1650 – 1700 degrees F), remove any scale with a wire brush, dip, roll or sprinkle the Kasenit powder on the component. The powder will melt and adhere to the surface, forming a shell around the work. Reheat to 1650 – 1700 degrees F, hold at this temperature for a few minutes and quench in to clean cold water. This will give the component a completely hard case of uniform character and depth.

Instrucciones de aplicación para aceros de baja aleación o bajo contenido en carbono:
Calentar el material de manera uniforme a un color rojo brillante (1650 – 1700 grados F= 898.90 – 926.70 ºC.), quite cualquier escama con un cepillo de alambres, sumergir, “rebozar” o espolvorear el polvo Kasenit en el material. El polvo se derrite y se adhiere a la superficie, formando una capa alrededor del material. Calentar de nuevo hasta 1650 – 1700 grados F (LA equivalencia anterior EN ºC) y mantener a esta temperatura durante unos minutos y sumergir en agua limpia y fria. Esto dotará al material de una “cáscara” completamente dura de carácter y profundidad uniforme.

 

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A rosebud tip works better than a smaller welding tip. The multiple orifices of the rosebud put out a lot of heat without a large velocity.  The part needs to get red hot, but don’t let the metal melt or to start to puddle. 

Wear your welding goggles. Otherwise you might hurt your vision. At a minimum, you’ll see black spots after looking at the flame.  Also, do this work outside if you can.

Una antorcha/soplete multillama funciona mejor que un soplete con una única punta más pequeña. Los orificios múltiples de la antorcha multillama, dan mucho calor sin una gran velocidad. La pieza tiene que ponerse al rojo vivo, pero no deje que el metal se funda y haga un charco.

Use las gafas de soldadura. De lo contrario, podría dañar su visión. Como mínimo, verá manchas negras después de ver la llama. Si es posible, hacer este trabajo en el exterior.

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Hold the part in the flame until it is red hot throughout.  Maybe 30 seconds or so, depending on the size of the part. Then dunk the part into the Kasenit powder and make sure to coat all the surface completely. The powder will clump and stick to the part, making an ugly shell of carbon-type powder all over. 

Sujete la pieza en la llama hasta que esté al rojo vivo en todas partes. En torno a 30 segundos, dependiendo del tamaño de la pieza. A continuación, “mójela” en el polvo Kasenit y asegúrese de que se cubra la superficie por completo. El polvo se agrupa y se adhiere a la pieza, formando una horrible cáscara tipo carbón todo alrededor.

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Now re-heat the part and with the clumped powder until it is again red hot. Then quickly dunk it into cold, clean water.  The clumps will drop off.  Be sure to swirl the part in the water. You don’t want to hold it still in the water and let the water boil around the part.  That would not cool the part uniformly, as the air bubbles get hot and do not help to cool the metal. This seems like a very esoteric thing, but it is well documented in heat treating reference books.

Ahora vueva a calentar la pieza con el polvo al rojo vivo. Entonces rápidamente hunda la pieza en el agua fría y limpia. El polvo agrupado se irá cayendo. Asegúrese de revolver con la pieza el agua. no queremos mantenerla quieta en el agua y dejando que ésta hierva alrededor de ella. esto no enfriaría la pieza uniformemente, porque las burbujas de aire caliente no ayudan a enfriar el metal. Esto parece algo muy esotérico, pero está bien documentado en libros de referencia sobre tratamientos térmicos.

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After the part comes out of the water, clean off the gunk, then check the hardness with an old file. A file will not cut hardened steel. Just push the file across the part surface and look for any cutting action. With practice, you’ll be able to see and hear the file sliding and not cutting. The file will slide across, just as if the part were glass.

The part will be discolored from the heat and the Kasenit compound. I just put some rouge on the buffing wheel and polish the part with a few quick spins. Shown below are two pushrod ends, one before polishing and one after. The lower part is ready for further polishing then cleaning and nickel plating.

Después de sacar la pieza del agua, limpiar la suciedad y a continuación, comprobar la dureza con una lima vieja. Una lima no cortará el acero endurecido. Basta con pasar la lima sobre la superficie de la pieza y buscar cualquier acción de corte. Con la práctica, usted será capaz de ver y escuchar la lima deslizando sin cortar. La lima se desliza por ellas, como si la pieza fuera de cristal.

La pieza estará descolorida por el calor y el compuesto Kasenit. Pulir un poco la pieza. A continuación se muestran dos extremos varilla de empuje, una antes y otra después de pulir. La parte inferior está lista para un pulido más fino y a continuación, la limpieza y niquelado.

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If the part is not hard enough, just do the process a second or third time.  Heat to red, dip in Kasenit, heat to red, dip in water.  More heating actions make the part harder, a heat soak lasting more minutes makes the depth of the hardness deeper.

Case hardening should not alter the dimensions of the part very much.  But it may warp parts, especially if they had an odd or non-symmetric shape before heat treating.

Si la pieza no es lo suficiente dura, hacer el proceso una segunda o tercera vez. Calentar al rojo, baño en Kasenit, y enfriar en agua. Más calentamientos térmicos hacen la pieza más dura, más tiempo de calentamiento da lugar a más profundidad de la capa endurecida.

El endurecimiento superficial no debe alterar mucho las dimensiones de la pieza. Sin embargo, puede deformar (alabear) las piezas, sobre todo si éstas tienen formas raras o asimetrías.

NOTA:

En España tamién se puede encontrar Polvo para el cementado de metales.
Suele costar unos 12-15 euros el kg.

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NOTA:

Queremos agradecer la revisión / traducción a los maneteros Lobovigo y Mpazo.

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