Influencia del potencial químico en el tratamiento de borurización en caja

Abstract

En este trabajo se estudió la influencia del potencial químico de boro en el crecimiento de la capa de boruro de hierro Fe2B durante el tratamiento termoquímico de borurización en caja, para esto se aplicó el tratamiento en muestras de acero ASTM A36 empleando un agente borurante comercial el cual se reutilizo en tres ciclos reduciendo su potencial; de igual forma se varió tiempo y la temperatura de tratamiento. Se estudió la cinética del proceso a partir de los resultados experimentales mediante un modelo de difusión y un modelo estadístico. Los parámetros del modelo de difusión revelaron que la energía de activación no se vio afectada por la disminución del potencial químico y se determinó un valor promedio Q=158.62 kJ·mol-1 similar a los datos de la literatura para este acero; por otro lado, el tiempo de incubación t0 y el coeficiente pre-exponencial D0 si se vieron afectados. Se planteó un diseño de experimento factorial 4x4x3 y se realizó un análisis estadístico ANOVA y un ajuste a un modelo de regresión general; los resultados revelaron que las variables ciclo, temperatura y tiempo tuvieron una contribución en el espesor de la capa Fe2B del 39 %, 25.79 %, y 19.05 % respectivamente. Ambas metodologías contribuyen al control del proceso ya que permiten simular el espesor de la capa en función de sus variables, dichos modelos se pueden optimizar empleando herramientas como los diagramas de contorno y los resultados del análisis estadístico, y con esto lograr una reducción en el consumo energético y los consumibles del proceso.