A cementação é um processo termoquímico que permite o endurecimento das superfícies metálicas enquanto preserva a parte do núcleo.

Tratamento térmico x termoquímicos

O tratamento térmico convencional para endurecimento não altera a composição química do aço, ou seja, o material inicia o tratamento com 0,4% de carbono e termina com 0,4% de carbono. No entanto, às vezes é necessário trazer o aço para completar as modificações em sua composição química para melhorar as propriedades de sua superfície. Essas mudanças são obtidas através de tratamento termoquímico.

Este tratamento visa principalmente aumentar a dureza e resistência do desgaste do material da superfície e, ao mesmo tempo, manter o núcleo dúctil (macio) e tenaz.

O que é cementação?

A cementação consiste na introdução de maiores quantidades de carbono em superfícies de aço com baixo conteúdo de carbono. Portanto, é indicado para aço leve ou liga de aço quando o carbono original é inferior a 0,25%. A cementação aumenta esse nível até valores em torno de 1%, garantindo superfícies duras e um núcleo mais resistente.

Partes de aço com porcentagem média ou alta de carbono que sofrerão severas operações de flexão tendem a quebrar. No entanto, se eles são feitos com aço de baixo teor de carbono (por exemplo, SAE 1010) e depois são moldados e cementados, é possível ter um bom resultado sem que as peças corram o risco de rachaduras. A cementação pode ser realizada em métodos sólidos, gasosos ou líquidos.

Cementação sólida

Neste tipo de cementação, a peça é colocada em uma caixa de aço contendo substâncias ricas em carbono: carvão vegetal, coque, carbonato de cálcio e óleo de linhaça. Em seguida, a peça é trazida para o forno a temperaturas em torno de 930°C durante o tempo necessário para obter a camada desejada. Depois disso, a peça é submetida ao temperamento para atingir a dureza.

O tempo de residência no forno pode variar de uma a trinta horas e a camada adquirida varia de 0,3 mm a 2,0 mm.

Cementação de gás

A cementação de gás é o processo mais eficiente porque permite a cementação de peças com maior consistência e melhor eficiência energética. Este processo geralmente usa gás propano ou gás natural para a geração de carbono necessário e a temperatura varia de 850°C a 950°C. Após a cementação, o aço é temperado em óleo.

Cementação líquida

Neste processo, são utilizados sais fundidos ricos em carbono, principalmente com base nos sais de cianeto e carbonato. A temperatura deve ser de 930°C a 950°C porque os sais tornam-se líquidos a esta temperatura, com a fusão inicial em torno de 650° C.

Em seguida, as peças são pré-aquecidas para 400ºC são mergulhadas em banho fundido. O papel do pré-aquecimento é eliminar a água e prevenir o choque térmico. A peça deve ser arrefecida em salmoura com 10 a 15% de cloreto de sódio (ClNa) ou com óleo temperado.

Cementação hoje

Atualmente, o processo de cementação é considerado obsoleto e não é amplamente utilizado, embora ainda seja usado em peças como eixos e câmeras.