boruración

El boriding es un proceso de endurecimiento superficial en el que los átomos de boro se difunden en un metal, típicamente acero, para formar una capa dura de boruro cerámico. Los boruros más comunes que se forman son el boruro de hierro (Fe2B) y el diboruro de hierro (FeB), que crean un recubrimiento resistente al desgaste, típicamente de 0.5 a 2.5 milímetros de espesor. Esta capa es sustancialmente más dura que el acero del sustrato y resistente a la abrasión, lo que hace que el boriding sea útil para piezas que experimentan desgaste por deslizamiento o impacto.

El proceso funciona mediante difusión en fase sólida, líquida o gaseosa a temperatura elevada, generalmente entre 800 y 1050 grados Celsius. El boriding sólido utiliza polvos que contienen boro mezclados con un portador inerte, empacados alrededor de la pieza de trabajo en un recipiente sellado. El boriding líquido implica la inmersión en un baño de sal de borato fundido, mientras que el boriding en fase gaseosa utiliza tricloruro de boro u otros haluros de boro. Cada método produce capas de boruro similares, pero difiere en costo, precisión e idoneidad para geometrías complejas.

La capa de boruro es extremadamente frágil en comparación con el acero subyacente, lo que significa que las piezas boruradas deben manipularse con cuidado y son propensas a astillarse o desprenderse si se someten a un impacto fuerte. La dureza de la capa de boruro (típicamente de 1400 a 2000 de dureza Vickers) excede la de la mayoría de las muelas abrasivas, lo que dificulta y encarece el mecanizado de piezas boruradas si es necesario después del tratamiento. Esta fragilidad es la limitación principal; el boriding funciona mejor en componentes que experimentan deslizamiento o desgaste controlado en lugar de cargas de choque.

El boriding encuentra aplicación en herramientas, matrices y componentes de maquinaria expuestos a condiciones abrasivas: pasadores de calibre, ejes de bomba, vástagos de pistón e insertos de matriz para conformado y fundición. Algunas pistas de rodamientos y vástagos de cilindros hidráulicos se boruran para prolongar la vida útil en entornos corrosivos o cargados de partículas. El proceso es menos común que la carburación o la nitruración en la fabricación occidental, pero sigue establecido en talleres de herramientas especializados y en la producción de Europa del Este y Asia.

El principal desafío en el boriding es controlar el espesor de la capa de manera uniforme en piezas complejas, ya que la velocidad de difusión depende en gran medida de la temperatura y la geometría local. Las secciones delgadas se endurecen más rápido que las secciones gruesas, creando inconsistencia. Además, la capa de boruro en sí no se puede aplicar selectivamente; toda la superficie expuesta debe protegerse o enmascararse si algunas áreas requieren propiedades diferentes. Esto hace que el boriding sea más económico para piezas simples o componentes pequeños donde el costo del enmascaramiento se justifica por el beneficio de resistencia al desgaste.