endurecimiento por difusión

El endurecimiento por difusión es un proceso utilizado en la fabricación que aumenta la dureza de los aceros . En el endurecimiento por difusión, se produce una difusión entre un acero con bajo contenido de carbono y un entorno rico en carbono para aumentar el contenido de carbono del acero y, en última instancia, endurecer la pieza. ^{[ 1 ] [ 2 ]} La difusión solo ocurre a través de un pequeño espesor de una pieza de acero (aproximadamente de 2,5 μm a 1,5  mm), por lo que solo se endurece la superficie mientras que el núcleo mantiene sus propiedades mecánicas originales. ^{[ 2 ]} Se puede realizar un tratamiento térmico en una pieza endurecida por difusión para aumentar la dureza del núcleo según se desee, pero en la mayoría de los casos en los que se realiza el endurecimiento por difusión, es deseable tener piezas con una capa exterior dura y un interior más dúctil. El tratamiento térmico y el temple es un proceso más eficiente si se desea dureza en toda la pieza. En el caso de la fabricación de piezas sujetas a grandes cantidades de desgaste, como los engranajes, se desean las propiedades no uniformes adquiridas mediante el endurecimiento por difusión. Mediante este proceso, los engranajes obtienen una capa exterior dura y resistente al desgaste, pero mantienen su núcleo más blando y resistente a los impactos. ^{[ 2 ]}

El endurecimiento por difusión se realiza rodeando completamente una pieza metálica con el elemento que se va a difundir en ella, ya sea en fase sólida, líquida o gaseosa, según el tipo de proceso de difusión que se esté llevando a cabo. ^{[ 1 ]} La concentración del elemento difusor que rodea la pieza debe ser mayor que la concentración del elemento dentro de la pieza, de lo contrario no se producirá la difusión. El metal y el elemento circundante deben calentarse a una temperatura suficientemente alta para que se produzca la difusión. En el caso de la carburación en paquete, la temperatura debe ser de 900  °C y la pieza debe dejarse reposar de 12 a 72 horas para que se produzca la cantidad correcta de difusión. ^{[ 2 ]}

El endurecimiento por difusión se puede realizar de muchas maneras diferentes para lograr distintas durezas y distintos acabados superficiales en piezas metálicas. Algunas de las diferentes operaciones de endurecimiento por difusión incluyen: carburización , ^{[ 1 ]} nitruración , ^{[ 1 ]} carbonitruración , ^{[ 1 ]} nitrocarburización , boruración , difusión de titanio-carbono y difusión de Toyota . Si bien el endurecimiento por difusión se realiza principalmente en piezas de acero y el carbono es el elemento principal utilizado para la difusión, también se puede realizar con otros elementos de difusión y con otros metales. En la nitruración, el nitrógeno se difunde en la superficie del acero, pero también se puede utilizar con metales como aluminio , cromo , molibdeno y vanadio . ^{[ 1 ]} Además de los metales y los elementos de difusión utilizados, los procesos de endurecimiento por difusión difieren en la temperatura requerida para la difusión, la fase del elemento de difusión y los tratamientos adicionales como el temple y el revenido. Estos diferentes factores afectan en gran medida el acabado superficial y la precisión dimensional de una pieza. Una pieza templada y revenida no tiene la misma precisión dimensional que una que no ha sido sometida a dicho proceso. Además, puede afectar la eficiencia del proceso general. En la carburación, el carbono puede estar en fase sólida, líquida o gaseosa. Si bien el carbono en fase sólida suele ser la opción más segura y sencilla, el proceso es difícil de controlar y el calentamiento resulta ineficiente. Todos estos factores deben tenerse en cuenta al elegir un proceso de endurecimiento por difusión.

• endurecimiento superficial

• Endurecimiento por tratamiento de difusión . eFunda. Consultado el 19 de abril de 2008.
• Endurecimiento superficial de aceros . Clave para los metales. Consultado el 19 de abril de 2008.