Cimentarea este procesul de saturare a stratului de suprafață cu carbon. Există următoarele tipuri de carburizare: solid, cimentare cu gaz, cimentare cu paste, carburi lichid. Scopul cimentării este obținerea unei suprafețe rezistente la uzură, obținută prin îmbogățirea stratului de suprafață cu carbon la o concentrație de 0,8-1,2% și prin întărirea ulterioară cu temperatură scăzută. Cimentarea și tratamentul termic ulterior cresc rezistența la uzură și rezistența la uzură.
Atunci când carburizat într-un carburator solid, produsele sunt plasate în cutii și acoperite cu un carburator, mai des de cărbune. Când este încălzit, carbonul de cărbune, atunci când este combinat cu oxigenul în aer, formează monoxid de carbon, care la rândul său reacționează cu fierul pentru a da carbon atomic. Acest carbon activ este absorbit de austenită și difuzează în interiorul articolului. Pentru a accelera procesul de carburizare, caracterele procesului se adaugă la cărbune (cocs): carbonat de bariu (BaCO3) și soda calcinată (Na2CO3) într-o cantitate de 10-40% din greutatea cărbunelui.
Debitarea gazelor
Pentru carburare gaz (Anosov a fost realizată mai întâi pe plantă PD Zlatoustovsky) utilizat în gazele naturale carburare, hidrocarburi lichide (petrol lampant, benzina și altele asemenea. D.) sau atmosferă controlată cu potențial de carbon definit. Când este încălzit, carbonul atomic este format:
Moduri de carburări
carburare Gas - proces de bază în producția de masă și cementare carburizer solide utilizate în producția la scară mică. adâncimea de carburare în funcție de scopul și compoziția produsului de oțel în mod tipic în intervalul 0,5-2,00 mm. Cimentarea este realizată la 910-950 ° C, sau pentru a accelera procesul de la 1000-1050 ° C, Cu o temperatură în creștere, timpul de atingere a unei adâncimi de carburizare este redus. Astfel, în timpul strat carburarea carburat gaz 1,0-1,3 mm grosime a fost preparat la 920 ° C timp de 15 ore și la 1000 ° C - .. timp de 8 ore pentru a preveni o creștere puternică de cereale austenitei, este supus la temperaturi ridicate carburare oțel ereditar granulat (NMZS). De asemenea, supraîncălzirea poate fi corectată după carburare urmată de recristalizare completă a aliajului prin stingerea cu reîncălzire. Concentrația de carbon din stratul de suprafață al produsului este de obicei de 0,8-1,5%.
Cimentarea este o operație intermediară, al cărei scop este îmbogățirea stratului de suprafață cu carbon. Îndepărtarea necesară a stratului de suprafață al articolului este obținută prin stingerea după cimentare. Călirea ar trebui nu numai sa se intareasca stratul de suprafață, dar, de asemenea, structura supraîncălzit corectă care rezultă din orele lungi de înmuiere a oțelului la carburare temperatură ridicată. După ce produsul cementation este supus la o călire încărcare dublă (stingerea cu reîncălzire) Acest lucru este de a reduce deformarii metalului, precum și la reîncălzire sub călire corectate toate discontinuități microstructura metalului obținut în timpul carburare - de exemplu, boabe mari de supraîncălzire.
Avantajele carburizării gazelor înainte de cimentare într-un carburator solid
Procesul de carburizare cu gaz are un număr de avantaje față de cimentarea unui carburator solid:
- sporește productivitatea procesului în comparație cu cimentarea într-un carburator solid, deoarece nu necesită timp pentru ambalarea și încălzirea cutiilor;
- aria de producție necesară și numărul de forță de muncă sunt reduse;
- necesitatea unui material rezistent la căldură este redusă;
- există posibilitatea de a regla procesul de obținere a unui strat cimentat cu o anumită adâncime și saturație;
- deformarea pieselor scade datorită încălzirii mai uniforme la temperatura de funcționare;
- condițiile de muncă sanitare și igienice sunt îmbunătățite;
- există posibilitatea compactării părților imediat după efectuarea carburizării;
- permite mecanizarea integrală și automatizarea procesului.
Dezavantaje ale procesului de carburizare a gazelor:
- nevoia de echipamente mai sofisticate și costisitoare;
- nevoia de forță de muncă mai calificată;
- complexitatea funcționării echipamentului datorită necesității de a asigura integritatea cuptorului, circulația uniformă a gazelor etc .;
- cerințe complexe pentru siguranță.
Lichid de carburizare
Lichidul carburizat se efectuează în săruri topite, de obicei în săruri constând din carbonați ai metalelor alcaline. Acest amestec este topit în baie și carburizarea este efectuată prin imersarea părților în topitură. Procesul se desfășoară la 850 ° C timp de 0,5 - 3,0 ore, în timp ce adâncimea sinterizării se obține în intervalul 0,2-0,5 mm. Principalul avantaj al procesului constă în posibilitatea de călire directă din baia de cimentare și de mici deformări ale produselor prelucrate. În condițiile producției individuale și la scară mică, cimentarea din paste a găsit o anumită aplicare. În acest caz, pe suprafața tratată se aplică o acoperire care conține funingine (33-70%), praf de lemn (20-60%), sare de sânge galben (5-20%) și alte componente. Ca materiale de legătură, se utilizează adezivi organici, organominerali și anorganici. Grosimea stratului de acoperire ar trebui să fie între 6 și 8 ori grosimea necesară a stratului cimentat.
În prezent, metoda cea mai promițătoare de cimentare este cimentarea într-o atmosferă endotermică cu un potențial de carbon controlat. Atunci când, în atmosferă de gaz cementare endotermic la începutul procesului (perioada de saturație treaz) menține un potențial ridicat de carbon din atmosferă datorită aditivilor atmosferei de hidrocarburi gazoase netratate endoterm (metan sau propan-butan). În perioada de difuzie, potențialul de carbon al atmosferei este setat la 0,8 - 1,0%, iar cantitatea de gaz de hidrocarbură adăugată scade drastic.
Vacuum carburizat
Toate metodele de carburizare de mai sus au un dezavantaj major - un timp de proces lung. Accelerarea semnificativă a procesului poate fi obținută ca urmare a utilizării carburizării la temperaturi ridicate la o presiune sub atmosferică, cu cimentare în vid. (Consultați legătura pentru informații suplimentare referitoare la carburizarea cu vid). Procesul de cimentare în vid are un număr de avantaje față de metodele tradiționale de carburizare.
- posibilitatea de a reglementa în mod eficient profilul distribuției de carbon în stratul cimentat și microstructura acestuia;
- absența componentelor care conțin oxigen în atmosferă, care exclude oxidarea internă a pieselor;
- o mai bună penetrare a carburizatorului de gaz în găuri de diametru mic, care asigură o carburizare uniformă a cavităților interne;
- repetabilitate ridicată a rezultatelor proceselor în condiții identice;
- obtinerea unei suprafete usoare a pieselor dupa carburizare;
- absența instalațiilor de preparare a gazelor și a dispozitivelor de monitorizare a carbonului;
- reducerea consumului specific de energie electrică și gaz de proces;
- o mai mare mobilitate a echipamentului (pornirea și oprirea durează câteva minute);
- reducerea duratei procesului ca urmare a efectuării acestuia la o temperatură ridicată și schimbarea potențialului atmosferei;
- creșterea culturii producției și îmbunătățirea condițiilor de muncă.
Primele informații despre procesul de carburare în vid se referă la începutul anilor '70, când „Hayes“ Specialiștii companiei (SUA), pentru prima dată efectuată în cuptoare cu vid carburare modernizate tip VCQ.
Când carburare în vid, piese de încărcare se efectuează în camera rece, în continuare declanșare cuptor, și controlul suplimentar al tuturor parametrilor de proces (temperatura, debit de gaz, presiunea, durata perioadelor de carburare și difuzie) efectuate de programul introdus în calculatorul de control. În primul rând, cuptorul este evacuat, urmat de încălzirea treptată până la temperatura de cimentare. Apoi cușca cu elementele este menținută la o temperatură constantă, pentru egalizarea temperaturii în interiorul cuștilor și îndepărta impuritățile de pe suprafața oțelului, împiedicând pătrunderea carbonului. Durata expunerii la o temperatură cuprinsă între 20 și 60 de minute. (în funcție de secțiunea transversală a pieselor). Apoi, un gaz de reacție este introdus în cameră, care este utilizat ca hidrocarburi cum ar fi metanul, propanul, butanul sau acetilena. Presiunea și debitul de gaz depind de tipul de gaz, de volumul camerei și de suprafața pieselor. Presiunea gazului poate fi cuprinsă între 4 și 400 mbar, iar debitul în domeniul de la 500 până la 5000 Nl / h. Astfel, încercând cât mai mult posibil din suprafața îmbogățită cu carbon la o concentrație de carbon în acest domeniu a atins valori mai mari decât valorile pentru piesa de lucru a cerut în cele din urmă prelucrate. Etapa de carburizare este urmată de etapa de difuzie a procesului. Pentru a evita carburizarea ulterioară în timpul etapei de difuzie, după terminarea etapei de carburizare, cuptorul este din nou evacuat. Următorul este injectat în cuptor mic azot (până la o presiune de 2 mbar în cuptor) pentru a reduce efectul de sublimare (intemperii volatilizare), în vid carbon și elemente la suprafața piesei de prelucrat alierea în timpul trecerii etapei de difuzie. Etapele de carburizare și difuzie se alternează până la obținerea adâncimii necesare a stratului cimentat și a profilului de concentrație a carbonului. Procesul tehnologic optim de carburizare în vid constă în trei etape de carburizare și trei etape de difuzie. În etapa următoare, răcirea cuptorului și cuști cu elementele de la magazin și temperatura în funcție de proiectare a cuptorului poate avea loc atât în camera folosind un gaz inert (azot, argon sau heliu), la presiuni diferite, și rezervor de stingere ulei. După ce cuptorul atinge temperatura magazinului, comanda computerului este oprită și utilajul de transport uzinal este descărcat utilizând încărcătorul.
Unele caracteristici ale tehnologiei - în loc să încheiem
Uneori, în timpul carburizării, este necesară protejarea anumitor suprafețe. Pentru aceasta, se folosesc trei metode principale: protecția la toleranță, subțierea suprafeței, protecția pastei.