Цементация стали — процесс поверхностного насыщения стали углеродом.
Обычно цементацию проводят для получения высокой твёрдости и износоустойчивости поверхностного слоя при достаточной вязкости сердцевины детали, чего достигают последующей термической обработкой после цементации.
- Цементации подвергают разнообразные изделия:
- зубчатые колёса,
- пальцы,
- валы,
- оси,
- рычаги,
- червяки,
- детали подшипников (крупногабаритные кольца и ролики) и др.
Различают два основных вида цементации: в твёрдой и газовой средах.
Цементация стали в твёрдом карбюризаторе
Карбюризатор — смесь, состоящая из древесного угля (по массе около 70 %), углекислого бария (около 20...25 %) и углекислого кальция (до 2,5...3,5 %). Карбюризатором пересыпают обрабатываемые детали, уложенные в металлические ящики.
Ящики закрывают крышкам и обмазывают огнеупорной глиной, она противостоит проникновению пенных газов и воздуха внутрь ящика.
Подготовленные ящики загружают в печь и выдерживают 5...10 ч при температуре 930... 950°С. Продолжительность выдержки зависит от желаемой глубины слоя. Обычно за 1 ч углерод проникает в поверхность изделия на глубину около 0,2 мм.
Таким образом, действительным цементирующим веществом при цементации твёрдым карбюризатором является окись углерода.
Поверхности, не подлежащие цементации, изолируют от карбюризатора специальными обмазками при омедняют их электролитическим способом.
На поверхности стали образуется заэвтектоидная зона (перлит и сетка цементита), далее располагается эвтектоидная зона (перлит) и затем при переходе к сердцевине - переходная доэвтектоидная зона (феррит и перий).
Цементации подвергают детали из малоуглеродистых и легированных сталей с содержанием углерода (0,1...0,25 %), обеспечивающим высокую вязкость сердцевины после цементации и, следовательно, хорошее сопротивление динамическим нагрузкам, структура сердцевины состоит из феррита и перлита. Как правило, цементированные детали содержат в поверхностном слое 0,95. .1,1% углерода.
Поиск тендеров в системе tenderoff.ru поможет Вам быстро найти цементированные изделия для Ваших нужд.
Газовая цементация
При газовой цементации в качестве карбюризаторов применяют различные газы и газовые смеси: природные газы, светильный газ и смеси метана, этила, пропана и других газов, получаемых при пиролизе керосина и жидких нефтепродуктов.
Для газовой цементации стали деталями заполняют муфели герметически закрытых печей, через которые пропускают газы в течение нескольких часов. В муфелях поддерживают температуру в пределах 900.. .950°С.
Газовая цементация имеет ряд преимуществ: скорости процесса в 2...3 раза выше; боле точное регулирование насыщения углеродом; простота механизации и автоматизации; чистота рабочего места. После газовой цементации можно сразу же проводить закалку, используя для цементации нагрев.
Во время скоростной газовой цементации металлические нагреваются электрическим током высокой частоты до температуры 1080...1100°С. В итоге за 40...50 мин получается науглероженный поверхностный слой изделия толщиной 0,8...1 мм. Сразу после охлаждения до 870°С изделия подвергают закалке.
Термическая обработка цементованных деталей
Несмотря на то, что после цементации твёрдость поверхностного слоя изделия несколько повышается, это не обеспечивает получение необходимой износостойкости деталей.
Поэтому после цементации детали закаливают и отпускают.
Закалка цементированной стали имеет свои особенности, так как цементация сопровождается ростом зерна, а распределение углерода по сечению деталей неравномерно.
Малоответственные детали закаливают непосредственно в цементационном муфеле. После закалки следует низкий отпуск (150... 170°С).
Более ответственные детали после цементации охлаждают на воздухе и затем закаливают от температуры 850.. 900°С. Затем следует низкий отпуск.
Для особо ответственных деталей производят двойную закалку. Первая закалка от температур выше 850...900°С, потом охлаждают в масле или на воздухе. Вторая закалка от температур выше 760... 800°С.
