Carbionitretação

Benefícios

A carbonitretação é aplicada principalmente para produzir uma superfície rígida e resistente ao desgaste. A difusão tanto de carbono quanto de nitrogênio aumenta a dureza de aços carbono e de aços de liga leve  e cria uma superfície mais dura que a de cementação. O processo de carbonitretação é particularmente adaptado para a produção pura em massa de pequenos componentes. Em função da menor temperatura necessária para a carbonitretação, comparada à cementação, a distorção é reduzida. A velocidade da têmpera branda reduz oºrisco de rachaduras durante a têmpera.

Aplicações e materiais

A carbonitretação austenítica é aplicada com sucesso à maioria dos componentes produzidos em massa, e àqueles com menores dimensões, em que a grande resistência contra desgaste é exigida e em quais as exigências para a espessura da camada vão de 0,1mm a 0,75mm, no máximo. As aplicações mais comuns incluem:

• engrenagens e eixos 
• pistões 
• rolamentos e mancais 
• alavancas de sistemas acionados mecânica, pneumática e hidraulicamente

Sobretudo para aumentar a resistência contra desgaste e fadiga de aços carbono.

Uma ampla variedade de aços pode passar por carbonitretação, desde aços carbono até aços doces (com teor de alumínio reduzido), aços de liga leve com no máximo 0,25% de carbono e aço sinterizado.

Processos

Carbonitretação (austenítica) é um tratamento térmico que envolve a incorporação de carbono e de nitrogênio na superfície do componente, geralmente de forma simultânea. O processo é realizado a baixas temperaturas e geralmente por períodos menores de tempo do que os da cementação e, por isso, os componentes são menos inclinados à distorção. O nitrogênio difundido possui um efeito estabilizador na austenita e diminui a velocidade crítica de têmpera e, como consequência, diminui a dureza do aço.

Um meio menos severo de têmpera, como óleo em vez da têmpera em água necessária para o aço doce, pode ser aplicado para a redução da distorção.

A carbonitretação é geralmente efetuada em uma faixa de temperatura entre 820ºC e 900°C em uma atmosfera gasosa, com a adição de 0,5% a 0,8% de carbono e de 0,2% a 0,4% (< 5%) de nitrogênio na superfície de aço carbono ou de aço de liga leve. Após o tempo de duração da difusão, os componentes são diretamente temperados em óleo. A espessura endurecida da camada atingida (CHD) geralmente não é maior que cerca de 0,7mm e depende não só de espessuras de carbonitretação, mas também da temperatura de endurecimento, da taxa de têmpera, da dureza do aço e das dimensões do componente. O tratamento térmico é finalizado por um revenimento a baixas temperaturas entre 150ºC e 200°C para a maior faixa de espessura, reduzindo a fragilidade e dependendo de circunstâncias tribológicas.