A cementação é um processo de tratamento térmico que envolve a introdução de carbono na superfície de um metal, normalmente aço, aquecendo-o na presença de um ambiente rico em carbono. Este processo é efectuado abaixo do ponto de fusão do metal, permitindo que o carbono se difunda na superfície e crie uma camada mais dura e resistente à abrasão. O principal objetivo da cementação é melhorar as propriedades mecânicas do metal, particularmente a sua resistência ao desgaste e à fadiga.
Detalhes do processo:
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Aquecimento e exposição ao carbono: O metal é aquecido a uma temperatura tipicamente entre 1200F e 1600F, que é inferior ao seu ponto de fusão mas suficientemente elevada para facilitar a difusão do carbono na superfície. Este aquecimento é frequentemente efectuado numa atmosfera controlada, como um forno endotérmico, para evitar a oxidação e garantir que o potencial de carbono é controlado com precisão.
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Atmosfera controlada: No processo de tratamento térmico, a manutenção do potencial de carbono correto é crucial. Quando o metal atinge a fase de austenite, o ponto de regulação do potencial de carbono deve corresponder à composição de carbono do aço. Se o ponto de ajuste for demasiado baixo, a superfície pode sofrer descarbonetação, levando a uma perda de carbono e potencialmente a uma escamação visível.
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Vantagens da cementação em atmosfera controlada: Este método permite o controlo preciso do teor de carbono na superfície das peças, o que é essencial para obter camadas cementadas de alta qualidade. Também ajuda a prevenir a descarbonetação, melhorando a resistência à abrasão e a resistência à fadiga, e pode ser mais amigo do ambiente do que os métodos tradicionais como a cementação líquida.
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Carburação profunda: A cementação tradicional podia atingir profundidades de cerca de 3,5 mm. No entanto, com avanços como a cementação a vácuo, é possível atingir profundidades de até 7 mm. Isto deve-se a potenciais de carbono superficiais mais elevados e a maiores gradientes de concentração que aceleram a difusão do carbono.
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Recarburização: As peças que sofreram descarbonetação podem ser recarbonetadas através do controlo do potencial de carbono à superfície. Isto é eficaz não só para o aço-carbono, mas também para o aço para moldes e para o aço de alta velocidade.
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Aplicações e materiais: A cementação é particularmente eficaz para aços de baixo teor de carbono (com teores de carbono entre 0,05% e 0,3%) e é utilizada para peças que requerem maior durabilidade, resistência ao desgaste e resistência à fadiga. Os materiais mais comuns tratados incluem o aço 12L14, o aço 1018 e o aço 8620.
Conclusão:
A cementação é um processo crítico no tratamento térmico de metais, especialmente aços, melhorando significativamente as suas propriedades de superfície. Ao controlar cuidadosamente o ambiente de aquecimento e a difusão do carbono, a cementação pode transformar aços com baixo teor de carbono em materiais com elevada dureza superficial e excelentes propriedades mecânicas, adequados a uma vasta gama de aplicações exigentes.
