6.1.Cementação

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PROF. ELISEU AVELINO ZANELLA JUNIOR 
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A cementação em caixa ou também chamada cementação por via sólida é o processo de cementação mais antigo. Ele tem sido utilizado até nossos dias por que é um método de fácil execução, não necessitando de equipamento sofisticado. 
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	Neste processo são utilizados como fonte de carbono materiais sólidos à temperatura ambiente, embora todas as reações que ocorrem durante a cementação sejam gasosas. Para a execução do processo as peças são colocadas em uma caixa e envoltas pela mistura cementante que normalmente é composta de uma fonte de carbono - carvão vegetal, coque ou osso - e de um ativador - carbonato de bário ou carbonato de sódio. A caixa deve ser fechada o melhor possível, podendo-se para isto usar argila ou barro refratário, para que haja o mínimo escapamento possível dos gases gerados no interior da caixa. A quantidade de ativador pode ser variada e sua quantidade não parece ter uma importância muito grande desde que se situe em uma faixa de 5 a 20 % em peso da mistura.
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Fontes de carbono: 
- carvão de madeira;
- coque.
  
Ativadores: 
- carbonato de cálcio; 
- carbonato de bário; 
- carbonato de sódio. 
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Reações:
 
 BaCO3 ® BaO + CO2
 CO2 + C ® 2CO
- 3Fe + 2CO ® Fe3C +CO2 
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Vantagens: 
- eficiente e econômico para poucas peças;
 diminuição a tendência de empenamento ; 
 resfriamento lento, o que resulta em alta usinabilidade. 
 obtenção de camadas espessas ~ 2 mm. 
Desvantagens: 
- não é limpo; 
- não é adequado para têmpera direta; 
não é preciso quanto a profundidade e pouco controle dimensional. 
 não é recomendado para camadas finas
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	 A cementação por via gasosa é um processo que se popularizou nas últimas décadas devido à evolução dos fornos de tratamento e dos métodos de análise química. Neste processo são utilizados gases como fonte de carbono, os quais podem ser o gás natural ou gases manufaturados, tais como o monóxido de carbono e o metano. Na cementação gasosa o carbono é fornecido por um gás de hidrocarboneto como propano, etano, metano. O propano é provavelmente o mais usado. Em geral, o gás é parcialmente oxidado em um dispositivo denominado gerador para produzir uma atmosfera de CO e H2, que é fornecida ao forno. As reações que ocorrem para a decomposição dos gases são as mostradas abaixo: 2CO = C + CO2 (5) para a decomposição do monóxido de carbono e: CH4 = C + 2H2 (6) seguindo-se: CO + H2 = C + H2O. 
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A mistura adequada destes gases irá nos permitir controlar o potencial de carbono na superfície do aço, o que faz com que a quantidade de cada um deles tenha que ser permanentemente analisada.
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Fontes:
 
- monóxido de carbono( CO); 
- propano( C3H8); 
- etano(C2H6). 
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Reações:
 
2CO = C+ CO2
 CO+ H2 = C + H2O
CH4 = C + 2H2
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Vantagens: 
- maior velocidade de penetração do carbono; 
- facilidade na cementação de peças delicadas; 
- camada cementada tem espessura e teor de carbono uniformes; 
- gás impossibilita a oxidação; 
 permite a têmpera direta. 
- método mais usado na indústria;
- mistura não perde a eficiência;
- maior controle da espessura.
 Desvantagens: 
- reações muito complexas; 
- necessita de controle de temperatura, além da atmosfera do forno.