Цементация стали, также известная как науглероживание, представляет собой химико-термическую обработку, при которой стальная поверхность насыщается углеродом при высоких температурах.
Цель процесса цементации – создание твердого и износостойкого поверхностного слоя, при этом сердцевина сохраняет свою вязкость.
Стали, подходящие для цементации:
- Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода 0,1-0,18%.
- Низкоуглеродистые легированные стали.
- Среднеуглеродистые стали с содержанием углерода 0,2-0,3% (используются для крупногабаритных изделий).
Процесс цементации стали состоит из следующих этапов:
1. Механическая обработка: деталь обрабатывается до заданных размеров и формы.
2. Защита участков, не подлежащих цементации: эти области покрываются медным слоем (электролитическим способом) или защищаются специальными покрытиями (огнеупорная глина, асбест, песок, жидкое стекло).
3. Помещение в карбюризатор: подготовленные детали укладываются в контейнер с карбюризатором (древесный уголь и активаторы).
4. Нагревание: контейнер с деталями помещают в печь и нагревают до 910-930°C.
5. Выдержка: длительность выдержки определяется размерами деталей и требуемой глубиной цементации, обычно составляет 7-9 минут на каждый сантиметр минимального размера.
6. Охлаждение: после нагрева контейнер с деталями охлаждают на воздухе до 400-500°C, затем открывают.
7. Закалка: для достижения максимальной твердости и износостойкости цементованные детали подвергаются закалке и низкотемпературному отпуску.
Виды цементации стали:
- С применением твердого карбюризатора: используются древесный уголь и добавки, такие как кальцинированная сода и углекислый барий.
- Газовая цементация: проводится в среде природного газа (метан, пропан-бутановые смеси) или в жидких углеводородах.
- Цементация в электролитических растворах.
- В кипящем слое.
- В пастообразных материалах.
Преимущества газовой цементации:
- Контролируемая концентрация углерода.
- Сокращение продолжительности обработки.
- Автоматизация технологического процесса.
- Упрощение последующей термической обработки.
Цементация стали дает следующие преимущества:
- Увеличение твердости и износостойкости поверхностного слоя;
- Сохранение вязкости сердцевины;
- Продление срока службы компонентов.
Цементация применяется для:
- Шестерен;
- Втулок;
- Поршневых пальцев;
- Клапанов;
- Инструментов;
- Деталей машин и механизмов, подверженных трению и ударным нагрузкам.
Кроме того, качество цементации напрямую влияет на эксплуатационные характеристики изделий.
Для достижения оптимальных результатов необходимо правильно подобрать режим цементации (температуру, время выдержки, вид карбюризатора) в зависимости от марки стали, размеров и формы деталей.
Кроме того, цементация – эффективный метод ХТО, позволяющий повысить прочностные свойства и износостойкость стальных деталей.
С ассортиментом фасонного проката вы можете ознакомиться на нашем сайте МТК Сплав здесь.