Importancia de la atmósfera en los tratamientos térmicos

PQ Digital.- La selección de la atmósfera, su generación y el control de la misma son los pasos más importantes en el tratamiento térmico, asegura la compañía Entesis; “de ello dependerá el poder controlar la oxidación superficial o la formación de la capa con la química deseada en la superficie del acero”. La empresa explica que las reacciones en las superficies de las piezas a tratar varían según el tipo de acero, la temperatura, el tiempo y la composición de la propia atmósfera. Así, mientras que en unos casos se producirá alguna reacción, en otros la misma atmósfera será neutra.

Los gases componentes de las atmósferas más comúnmente usados son los siguientes: nitrógeno, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, argón y helio, amoníaco disociado, vapor e hidrocarburos (metano, propano y gas natural).

Según la composición de la atmósfera se clasifican en exotérmicas, que son generadas por la combustión parcial o completa de mezclas de aire e hidrocarburos y generalmente conteniendo vapores de agua y dióxido de carbono, y endotérmicas, obtenidas por medio de la combustión parcial de hidrocarburos a aproximadamente 1.040 ºC y con mayores contenidos de CO y H2 que las exotérmicas.

Entesis se refiere, igualmente, a las aplicaciones más comunes para los distintos tipos de atmósferas: exotérmica pobre (tratamiento térmico: recocido de cobre, formar capa de óxido en el acero); exotérmica rica (soldadura cobre y plata, sinterizado, recocido, temple); nitrógeno base pobre (neutra, recocido –puede causar descarburación-); nitrógeno base rica (sinterizado, recocido, soldadura de acero, cobre); endotérmica pobre (temple); endotérmica rica (carburación, cementación); y amoníaco disociado (soldadura cobre y plata recocido brillante, nitrurado).

Los métodos de control pueden ser midiendo en el interior o en el exterior del horno. Asimismo, los elementos de medición pueden dividirse en tres grupos: sondas de oxígeno (comúnmente usadas en hornos de temple, cementación, etcétera); sensores infrarrojos (usados en generadores endo y exotérmicos y en equipos para la medida de dos o tres gases, CO, CO2 y CH4); medidores del punto de rocío (en generadores de nitrógeno y antaño en generadores endo y exotérmicos). Existen otros métodos, aunque raramente usados en la industria debido a su sofisticación y/o al elevado coste de los instrumentos.

“Solamente las sondas de oxígeno permiten realizar las mediciones in situ, es decir, dentro del horno, con la ventaja de una mayor rapidez de respuesta del sistema de control”, destaca Entesis. En cualquier caso, es recomendable contrastar las mediciones realizadas con estos métodos con la deposición de carbono en una laminita de acero con un contenido de carbono conocido (“shim stock”).