¿En qué se diferencian las tecnologías de templado por cementación y templado por inducción?
Para el templado de piezas, en la producción en serie de componentes se han consolidado sobre todo dos métodos: el templado por cementación y el templado por inducción. Una comparación de ambos métodos de templado de componentes pone en evidencia sus diferencias y sus respectivas ventajas.
Templado por cementación versus templado por inducción: una comparación de ambos métodos de templado
Si se comparan los dos métodos de templado (el templado en general se explica aquí: Templado) de piezas de acero, lo primero que llama la atención es la diferente manipulación de piezas. Mientras que en el templado por cementación se endurecen muchas piezas a la vez, en el templado por inducción el proceso se ejecuta en una pieza única. Así pues, en el templado por inducción el proceso se realiza pieza por pieza, mientras que en el templado por cementación se realiza más bien por lotes.
Esto, por supuesto, también influye en la fabricación. Mientras que el templado por cementación requiere un sistema logístico para transportar las piezas entre la línea de fabricación y el horno de temple, el templado por inducción se puede realizar directamente por ciclos en la línea de fabricación con la máquina adecuada (por ejemplo una máquina de la serie MIND).
El templado por cementación en detalle
El templado por cementación se realiza mediante lotes enteros. Como en el templado por inducción, el objetivo es endurecer las capas exteriores de las piezas.
En el templado por cementación, las piezas se templan mediante la llamada "carburación". Para ello, el acero se calienta a más de 880 °C con el fin de que alcance el estado austenítico. A continuación se transfiere a la pieza, a través de la superficie del material, carbono procedente de un fluido que desprende CO. La difusión hace que el borde del componente reciba más carbono, mientras que hacia el centro conserva prácticamente la misma densidad de carbono.
Una vez aplicado el carbono, se lleva a cabo el templado. En esta fase, la penetración del carbono es fundamental para obtener en la pieza el grado de dureza y la profundidad de templado deseados. El templado, es decir, el grado de dureza y la profundidad de templado, dependen de la profundidad de carburación, de la capacidad de absorción y, con ello, de la templabilidad del acero, así como del enfriamiento brusco. En este sentido, cuanto más carbono haya en una parte de la pieza, mejor será el templado en esa zona.
Después del templado viene el revenido, cuyo fin es devolver a la pieza una parte de su deformabilidad plástica. El objetivo de cualquier operación de templado es hacer que el borde sea resistente a influencias mecánicas y, al mismo tiempo, dotar al componente de elasticidad suficiente para que pueda descargar fuerzas sin resultar dañado.
Para poder influir en la profundidad de templado, la cementación ofrece en principio dos posibilidades: por un lado, la regulación del calentamiento de la pieza, por ejemplo aplicando pastas especiales que impidan el calentamiento en determinados puntos, y, por otro, la regulación del enfriamiento brusco, por ejemplo sumergiendo solo determinadas partes de la pieza en un baño de enfriamiento. No obstante, ninguno de los dos métodos proporciona resultados precisos y su reproducibilidad exige grandes tolerancias.
Muy distinto es lo que sucede en el templado por inducción.
El templado por inducción en detalle
En el templado por inducción cada componente se templa por separado, es decir, cada componente se calienta, se enfría y, si es necesario, se reviene de forma separada (más información sobre el templado por inducción).
La gran ventaja del templado por inducción es que, además de poderse integrar en una línea de fabricación, sus resultados se pueden controlar y reproducir con mucha precisión.
Para ello, todo el proceso de templado, desde el inductor hasta la energía y la frecuencia aplicadas, así como las operaciones de enfriamiento brusco y revenido, se adaptan especialmente al componente respectivo. Gracias a ello es posible obtener muy buenos resultados de templado, incluso en piezas con geometrías complejas.
¿Cuál es el procedimiento de templado correcto?
La elección final de uno u otro procedimiento de templado depende de diversos factores. Ambos métodos, el templado por cementación y el templado por inducción, tienen ventajas y desventajas.
No obstante, para la fabricación de componentes en series medianas o grandes, el templado por inducción ofrece algunas ventajas adicionales:
- Usando la máquina adecuada, el templado por inducción puede integrarse totalmente en la fabricación en línea y automatizarse por completo.
- Los resultados del templado por inducción son reproducibles, lo que contribuye a mantener una calidad de fabricación constantemente alta.
- Eso hace que los costos por pieza bajen considerablemente