Cementazione Solida, Liquida, Gassosa.

[Aldebaran]

CEMENTAZIONE
La cementazione consiste di un arricchimento di carbonio della zona superficiale del pezzo, si tratta dunque di un processo termochimico.
Alla cementazione si fa seguire sempre un normale trattamento di tempra (riscaldamento dell'intero pezzo ad alta T° e successivo
raffreddamento in acqua od olio).
Esistono tre tipi di cementazione: solida, liquida e gassosa.
•
Solida
I pezzi da cementare vengono introdotti in cassette di acciaio contenenti carbone di legna, carbonato di bario (BaCO3) e di calcio
(CaCO3). Il tutto viene riscaldato per alcune ore a 900÷920°C. A questa temperatura avvengono le seguenti reazioni:
CaCO3 « » CaO+ CO2
BaCO3 « » BaO + CO2
La prima reazione è pressoché immediata, la seconda avviene più lentamente e garantisce la presenza di CO2 nel tempo. Questa
CO2 (anidride carbonica) reagisce con il C del legno secondo la seguente reazione nota anche come "equilibrio di Boudouard":
CO2 + C « » 2CO
Nelle condizioni in cui si opera è molto più facile che avvenga la produzione di monossido di carbonio (CO) piuttosto che di
anidride carbonica (CO2) e carbonio, cioè la reazione si dice spostata a destra. Al contatto del CO con la superficie del pezzo,
l'equilibrio sopra scritto si sposta nuovamente a sinistra e il carbonio formatosi si scioglie e si diffonde in superficie. Il processo
viene arrestato quando la concentrazione del carbonio in superficie raggiunge lo 0.8÷1%.
• Liquida
I pezzi da cementare vengono immersi in bagni di sali fusi quali cianuro di sodio, carbonati e cloruri alcalini e di bario.
Il cianuro di sodio reagisce con l'ossigeno dell'aria e con l'anidride carbonica (CO2) liberando ossido di carbonio che a contatto con
il ferro sposta l'equilibrio visto prima verso sinistra rilasciando nel pezzo atomi da carbonio.
• Gassosa
E' quella oggi più largamente diffusa e si presta soprattutto alla produzione di grande serie. Consiste nel riscaldare i pezzi da
cementare a 920÷930 °C in una corrente gassosa. Questa è costituita essenzialmente da metano (CH4) che a contatto con
l'anidride carbonica e l'ossigeno, libera molecole di CO. A questo punto il processo è identico ai due casi di sopra.
La cementazione gassosa ha il vantaggio di sopprimere il cementante solido (che è ingombrante e fonte di sporcizia) e,
soprattutto, della possibilità di procedere ad una tempra diretta al termine dell'operazione, senza bisogno di un ulteriore
riscaldamento dei pezzi.