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:
Compone el 78,1% del aire, considerado inerte y utilizado como portador o de purga. A altas temperaturas no es compatible con el molibdeno, cromo, titanio y culombio. En estado líquido es usado para refrigeración
Es altamente reductor y se utiliza para eliminar la oxidación. Por encima de los 700 °C puede decarburar al reaccionar con el carbono para formar metano. Es extremadamente explosivo e inflamable
Es también reductor aunque no tanto como el hidrógeno. Es el elemento base para los tratamientos de carburación de aceros. Su contenido hace variar el potencial de carbono, definido como el contenido -en %- de carbono en la superficie de una pieza.
A 830 °C es tan oxidante como el vapor de agua. Formará óxido ferroso a elevadas temperaturas, mientras que por debajo de los 540 °C forma óxido ferroso-férrico
Son gases inertes para los tratamientos térmicos
La disociación del amoníaco se produce por encima de los 300 °C en presencia de catalizadores como el hierro o el níquel, produciendo nitrógeno e hidrógeno que ya hemos visto anteriormente. También usado para la nitruración cuando el nitrógeno se halla en estado atómico.
El vapor de agua reacciona con el acero entre 350 y 650 °C produciendo una oxidación superficial resistente al desgaste (pavonado)
Los más comúnmente usados son el metano, el propano y el gas natural, que contiene un 85% de metano aproximadamente. La combustión de los mismos suministra el carbono necesario para el tratamiento térmico.
Así para el metano: 2CH4 + O2 = 2CO + 4H2; propano: 2C3H8 + 3O2 = 6CO + 8H2
Según la composición de la atmósfera se clasifican en:
Son generadas por la combustión parcial o completa de mezclas de aire e hidrocarburos y generalmente conteniendo vapores de agua y dióxido de carbono.
Obtenidos por medio de la combustión parcial de hidrocarburos a aproximadamente 1.040 °C y con mayores contenidos de CO y H2 que las exotérmicas:
CH4 + 2,5 Aire (0,5 O2 + 2 N2) ————-> CO + 2 H2 + 2 N2
Análisis Aire/metano Aire/Propano
Gas natural: 2,5 (conteniendo un 85% de metano)
También pueden ser generadas in situ, es decir, dentro del propio horno con la mezcla de nitrógeno con líquidos orgánicos volátiles como el metanol, la acetona, el isopropanol y el etilacetato. La mezcla más comúnmente usada es la de nitrógeno y metanol, que aporta:
Obtenido por combustión de un hidrocarburo con la casi totalidad del CO2 y del vapor de agua eliminados. La relación puede ser de hasta 9 partes de aire por una de gas natural. Pueden enriquecerse con metano u otros hidrocarburos.
Conteniendo amoniaco, sus dos componentes disociados y trazas de vapor de agua.
Obtenido haciendo pasar aire a través de carbón vegetal calentado y separando los gases deseados. En desuso.
Exotérmica pobre 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 rica Carburación, cementación
Amoniaco disociado Soldadura cobre y plata recocido brillante, nitrurado
E = señal en mV de la sonda de oxígeno
P O2 = presión parcial del oxígeno
A partir de la misma puede determinarse el potencial de carbono:
E = señal en mV de la sonda de oxígeno
%CO = contenido de monóxido de carbono
Si las piezas tratadas aparecen decarburadas, deberá revisarse la receta utilizada en el tratamiento, tanto el %C como los tiempos programados y también verificar el valor ajustado de COF/PF (factor CO/ factor de proceso) en el convertidor de señal o en el regulador correspondiente.
En la industria de los tratamientos térmicos se instalan en el exterior del ambiente a controlar y reciben la muestra de gas a analizar desde un tubo insertado en la pared del horno. Dadas sus reducidas dimensiones, toman el aire de referencia del ambiente que les rodea. Deben calentarse a temperatura constante entre 600 y 700 °C. Normalmente el calentamiento se realiza por medio de una resistencia integrada en la propia sonda, resistencia que debe alimentarse con una tensión estabilizada para evitar variaciones de la temperatura de la sonda.
Por lo general su uso queda restringido a emplazamientos con gran uniformidad del %C en el tiempo, tales como generadores de endogas y en el control de atmósferas de sinterizado o de soldadura por capilaridad.
Suscríbase a nuestra Newsletter - Ver ejemplo
Autorizo el envío de newsletters y avisos informativos personalizados de interempresas.net
Autorizo el envío de comunicaciones de terceros vía interempresas.net
He leído y acepto el Aviso Legal y la Política de Protección de Datos
Busch Ibérica, S.A.
“Las futuras regulaciones sobre microcontaminantes constituirán uno de los principales focos de atención de la industria farmacéutica en los próximos años”
“El packaging es un gran dinamizador de la innovación de muchas industrias”
“Los productores de la materia prima tenemos un papel importante, pero no todas las soluciones”
"El contenido reciclado en los envases de plástico podría duplicarse"
© 2019 - Interempresas Media, S.L.U. - Grupo Nova Àgora