La cementazione è un processo di trattamento dei metalli che aggiunge carbonio alla superficie del metallo che ha un basso contenuto di carbonio per aumentare la durezza del metallo. Il metallo viene riscaldato ad una temperatura elevata in un’atmosfera ricca di carbonio. Il calore farà sì che gli atomi di carbonio si diffondano nella superficie del metallo. Il processo viene eseguito al di sotto del punto di fusione del metallo da cementare. Esistono cinque metodi di cementazione: pack, gas, bagno liquido, vuoto e plasma.
La cementazione a pacco utilizza un forno per riscaldare le parti metalliche da cementare che sono confezionate all’interno di un contenitore con una quantità sufficiente di polvere di carbonio. Il processo di riscaldamento durerà da 12 a 72 ore ad alta temperatura. Questo metodo è noto per essere lento rispetto agli altri metodi e presenta inefficienze di riscaldamento a causa della difficoltà di mantenere una temperatura uniforme.
La cementazione a gas segue la stessa procedura applicata nella cementazione a pacco. Tuttavia, alimenta il monossido di carbonio (CO) al forno per migliorare la diffusione, cosa che non avviene nel metodo pack. Il processo presenta problemi di sicurezza perché la CO è un gas velenoso inodore e incolore e potrebbe essere inalato dalle persone che lavorano all’interno dell’impianto. Il metodo del gas è preferito nella cementazione di grandi volumi di metallo.
Nel metodo del bagno liquido, le parti metalliche sono immerse in sale fuso con abbondante carbonio. Il cianuro (CN), che è un veleno mortale, era precedentemente utilizzato come componente principale nel bagno liquido. È stato sostituito da componenti del bagno non tossici che possono ottenere gli stessi risultati di carburazione del cianuro.
Il metodo del vuoto richiede un ambiente di riscaldamento privo di ossigeno e carbura il metallo a basse pressioni. Il metodo utilizza un forno che ha una struttura complessa e un singolo componente per creare un ambiente ricco di carbonio: il metano (CH4). L’ambiente privo di ossigeno consente alla temperatura di aumentare notevolmente, aumentando così la solubilità del carbonio e la velocità di diffusione. Nessun risultato di ossidazione superficiale dal processo.
Il metodo al plasma utilizza un forno a vuoto per riscaldare il metallo. Una volta che il metallo raggiunge una temperatura adatta alla lavorazione, al forno viene fornito un gas raro contenente gas idrocarburici come il CH4. Viene introdotta un’alta tensione CC tra il metallo e il forno per generare una scarica a bagliore che farà sì che lo ione gas e il plasma CC abbiano una reazione elettrochimica per realizzare la carburazione.
La scelta del metodo di cementazione deve essere guidata da considerazioni sociali ed economiche. Il metodo deve essere rispettoso dell’ambiente e non deve causare danni alla salute dei lavoratori e della comunità. Dovrebbe anche essere conveniente.