Что такое газовая цементация стали?

Цементация – это технология насыщения поверхности стального изделия углеродом. Цементация применяется в случаях, когда по условиям эксплуатации деталей и механизмов необходимо чтобы изделие имело очень твердую поверхность и «вязкую» сердцевину.

цементация стали

Технология цементации стали

Существует несколько видов цементации стали, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

  • Цементация в твердой среде;
  • Цементация в газовой среде;
  • Цементация в кипящем слое эндогаза с добавкой метана;
  • Цементация в растворе электролита.

Основными видами цементации являются процессы, идущие в твердом и газовом карбюризаторе. Как уже было сказано, цель данной операции – «насытить» поверхностный слой изделия из стали углеродом до содержания 0,75-1,25%. Далее изделие подвергается термообработке: закалке и отпуску.

Обработанная таким образом деталь обладает высокой износостойкостью поверхностного слоя и способностью воспринимать знакопеременные нагрузки.  Цементации подвергают следующие детали машин и механизмов: коленчатые валы, оси, цапфы подшипников, плунжеры, толкатели и другие детали, работающие в тяжелых условиях знакопеременных и истирающих нагрузок.

Процесс насыщения поверхностного слоя углеродом идет со скоростью примерно 0,1 миллиметр за час выдержки в среде с высоким содержанием свободного углерода. Учитывая, что для большинства изделий необходимо получить упрочненный слой не менее 0,7 мм, цементацию стали можно охарактеризовать как «длительный процесс».

Цементации подвергаются изделия, изготовленные из легированных сталей с содержанием собственного углерода от 0,15 до 0,25%, способные к упрочнению поверхностного слоя и сохранению «вязкости» сердцевины после закалки.

Газовая цементация стали

Технология газовой цементации стали разработана и реализована русским П.П. Аносовым в 1837 году на Златоустовском металлургическом заводе. В этом случае процесс насыщения углеродом происходит в герметичных муфельных печах при температуре 930-1050 градусов Цельсия, в среде газов содержащих свободный углерод. Это такие газообразные среды как: метан, светильного газ или газ, образующийся в процессе пиролиза керосина, бензола или машинного масла.

Особенности технологии газовой цементации

Газовая цементация, является преимущественной технологией в крупносерийном и массовом производстве. С помощью газовой цементации можно достигнуть значительной глубины насыщения углеродом (от 0,5 до 2 миллиметров).

Различают стандартную цементацию (процесс идет при температуре 950 градусов Цельсия) и ускоренную цементацию – при температуре 1000-1050 градусов Цельсия. Увеличением температуры процесса можно достичь двукратного уменьшения времени насыщения углеродом (со стандартных 15 часов до «ускоренных» 8 часов).

Преимущества цементации в газовом карбюризаторе

  • Значительное увеличение производительности за счет отсутствия промежуточной операции упаковки деталей в ящики и отсутствия необходимости прогрева ящиков;
  • Значительное сокращение трудозатрат и производственных площадей;
  • Имеется возможность регулирования хода процесса и получения насыщенного слоя необходимой глубины и «процентности» углерода;
  • Отсутствие деформации насыщаемых изделий;
  • Возможность проведения термообработки изделий сразу после окончания цементации;
  • Возможность частичной механизации и автоматизации процесса.

Недостатки цементации в газовом карбюризаторе

  • Применяется более сложное и соответственно более дорогостоящее оборудование;
  • Необходимость в высококвалифицированном (более дорогом) обслуживающем персонале;
  • Сложность эксплуатации цементационных печей;
  • Повышенные требования Техники Безопасности.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!
417
Наверх