3 datos clave que debes conocer sobre Atmósferas Sintéticas

La atmósfera sintética (Nitrógeno-Metanol) es una mezcla de gases usada en aplicaciones de tratamiento térmico que requieren condiciones reductoras. Las aplicaciones más populares incluyen carburizado y carbunitrurado.
A diferencia del «Endo», la mezcla sintética no requiere de un equipo adicional para producir atmósfera (generador), además de ofrecer la posibilidad de ajustar la composición de los gases en función de las necesidades del proceso.
A continuación les comparto 3 datos claves sobre las atmósferas sintéticas que todo especialista en tratamientos térmicos debe conocer:

1. Producción de atmósfera sintética

Para producir esta atmósfera, requerimos de nitrógeno, metanol y un sistema de mezcla que suministre estos dos componentes en la proporción indicada. El sistema introduce la proporción de los dos componentes en el horno a través de un inyector para producir la siguiente reacción:

 

Figura 1. Reacción principal en la producción de atmósfera sintética

 

A diferencia de un generador de atmósfera sintética, los sistemas de mezcla aprovechan el mismo calor del horno para producir la reacción in situ y obtener el %CO requerido para favorecer condiciones reductoras.

2. Composición de la atmósfera sintética

Es importante entender que la atmósfera sintética que se produce no es un solo gas, sino una mezcla de diferentes gases. Es muy importante conocer los componentes que se generan en la producción de atmósfera sintética y sus diferencias con la atmósfera endotérmica:

 

Tabla 1. Comparativo de composiciones en la producción de atmósferas reductoras

3. Control de la atmósfera sintética

En la generación de atmósfera empleando mezcla sintética, existen 4 factores claves para el control de la misma:
  • La relación Nitrógeno/Metanol
  • El %CO deseado
  • La cantidad de flujo
  • El control del potencial de carbono
Una mezcla típica requiere de 40% de Nitrógeno y 60% de Metanol para obtener valores similares a los de una atmósfera Endo. Sin embargo no necesariamente tiene que ser esta relación exacta. Los sistemas modernos de mezcla permiten ajustar esta relación en función del % CO requerido para cada etapa del proceso de carburizado (carga, calentamiento, carburizado, difusión, purga).
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Para determinar el flujo de metanol requerido para tu aplicación, la siguiente relación puede ser útil para calcular el volumen de atmósfera producido:

 

Figura 2. Cálculo de flujo en función del volumen de atmósfera

 

Por último es muy importante contar con un analizador de gases para determinar el % de CO real, ya que esta variable se emplea para determinar el potencial de carbono en la atmósfera.
Recuerden que pueden mandar sus dudas y comentarios al correo victor@globalthermalsolutions.com y victor.ttmexico@gmail.com

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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