Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Podczas produkcji konstrukcji metalowych muszą uciekać się do różnych metod obróbki chemicznej ciepła. Wśród nich cementowanie stali jest dość powszechne. Ta metoda jest godna uwagi, ponieważ może być stosowana w różnych środowiskach przy stosunkowo wysokich temperaturach środowiska pracy.

Proces fugowania metali - informacje ogólne

Chemiczna obróbka cieplna lub cementowanie to procedura, w której produkty są narażone na wysoką temperaturę po umieszczeniu w ciekłym, gazowym lub stałym ośrodku, co ma na celu nadanie im zmodyfikowanego składu chemicznego. Ponadto efekt ten zapewnia nasycenie węgla warstwą powierzchniową przetwarzanych obiektów. Dzięki takiemu przetwarzaniu możliwe jest zapewnienie produktów o wysokiej odporności na zużycie i zwiększonej twardości. Warto zauważyć, że rdzeń tych części zachowuje swoją początkową lepkość.

Skuteczność metody cementowania jest obserwowana pod warunkiem, że praca jest wykonywana ze stali niskowęglowych, w których skład udział węgla nie przekracza wartości 0, 2%. Obróbka cieplna zapewnia nasycenie warstwy powierzchniowej części, a do tego są one umieszczane w specjalnie dobranym środowisku, które może łatwo uwalniać węgiel aktywny, gdzie temperatura utrzymuje się w zakresie od 850 do 950 stopni Celsjusza .

Stworzenie takich warunków przetwarzania pozwala na zmianę składu chemicznego przetwarzanego pierwiastka i mikrostruktury wraz ze składem fazowym. Pozytywnym efektem tej obróbki jest zwiększenie wytrzymałości, w wyniku cech takiej części nie różni się od produktów poddanych operacji hartowania. Aby uzyskać najlepsze wyniki, należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowe obliczenie czasu, w którym część musi być utrzymywana w utworzonym medium, a także na wybór temperatury cementacji.

Cechą cementowania stali jest to, że procedura ta zajmuje dużo czasu . Najczęściej proces nasycania powierzchni i nadawania jej specjalnych właściwości odbywa się z prędkością około 0, 1 mm na jedną pełną godzinę ekspozycji. Wiele elementów wymaga utworzenia warstwy utwardzonej o grubości większej niż 0, 8 mm, co sugeruje, że ta obróbka zajmie co najmniej 8 godzin. W chwili obecnej technologia cementowania metali wymaga użycia kilku mediów:

  • gaz;
  • pasty;
  • stałe;
  • roztwory elektrolitów;
  • łóżko fluidalne.

Zazwyczaj przy wyborze medium do obróbki metalu stosuje się nawęglacze gazowe i stałe.

Cementowanie metalu w podłożu stałym

Mieszanina węglanu sodu, baru lub wapnia z węglem drzewnym jest stosowana jako materiał dla nawęglacza stałego, który musi być stosowany w postaci gruntu, reprezentowanej przez frakcje o wielkości około 3-10 mm . Ponadto podstawa ta musi być przesiewana, aby usunąć kurz. Obowiązkowa procedura, której poddawane są sole, jest mielona, aby nadać im stan proszkowy, po czym masa ta jest przesiewana przez sito.

Dwie główne metody można wykorzystać do utworzenia mieszaniny :

  • Głównymi składnikami są sucha sól i węgiel, które muszą być dokładnie wymieszane ze sobą, dzięki czemu możliwe będzie zminimalizowanie ryzyka plam podczas chemiczno-cieplnej obróbki stali;
  • Na przygotowanym węglu drzewnym należy wlać sól, wstępnie zmieszaną z wodą przed rozpuszczeniem. Ponadto masa utworzona na podstawie tych składników musi być umieszczona do suszenia i jest optymalna, gdy wilgotność mieszaniny nie przekracza 7%.

Z tych technik druga jest najkorzystniejsza ze względu na jej wyższą jakość. Przejawia się to w tym, że za jego pomocą można stworzyć bardziej jednolitą mieszaninę, aby nasycić powierzchnię węglem. W składzie gotowego nawęglacza udział węgla drzewnego wynosi około 70-90%, a reszta to węglan wapnia i węglan baru .

W przypadku twardego cementowania stosuje się skrzynki, w których umieszczony jest nawęglacz. Najlepiej użyć pudełka odpowiadającego kształtowi przetworzonych produktów. Faktem jest, że pomoże to poprawić jakość warstwy cementowanej, a jednocześnie możliwe będzie zminimalizowanie czasu potrzebnego na rozgrzanie pojemnika. Ważne jest, aby upewnić się, że nie ma wycieków gazów: problem ten rozwiązuje się glosując pudła gliną, a następnie pokrywając je szczelnymi pokrywkami.

Ważne jest to, że sensowne jest uciekanie się do rozważanego wariantu tworzenia w celu bezpośredniego użycia pojemnika o specjalnej formie w przypadkach, gdy konieczne jest przetwarzanie dużej liczby części metodą chemiczno-termiczną. Najbardziej rozpowszechnione pudełka mają formę standardową, różniącą się wymiarami geometrycznymi. Umożliwia to wybranie spośród nich najbardziej optymalnej opcji, która w największym stopniu uwzględnia liczbę przetworzonych produktów i wielkość pieca.

Zazwyczaj pudełka są wykonane ze stali niskowęglowej lub żaroodpornej. Ponadto podczas przetwarzania części za pomocą nawęglacza stałego następuje następujący schemat:

  • Części wymagające nasycenia węglem należy umieszczać na przemian w pudełku wypełnionym wcześniej przygotowaną mieszanką;
  • Następnie piec jest przygotowany do pracy, dla której jest podgrzewany do temperatury 900-950 stopni, a następnie umieszczany jest w nim pojemnik roboczy;
  • Operacja rozgrzewania pudełka odbywa się w temperaturze od 700 do 800 stopni. Aby stwierdzić, że pudełka są wystarczająco nagrzane, możesz na dolnej płycie, która powinna mieć jednolity kolor;
  • W końcowym etapie temperatura pieca wzrasta do poziomu 900-950 stopni Celsjusza.

Stworzenie tego reżimu temperaturowego zapewnia warunki do przenikania dyfuzji do struktury krystalicznej metalu węgla aktywnego. Teoretycznie metoda ta może być również stosowana do obróbki cieplnej budynków, a poszczególni mistrzowie są w stanie samodzielnie poradzić sobie z tym zadaniem. Jednakże, pod względem wydajności, taka obróbka przeprowadzana w domu charakteryzuje się raczej niską wydajnością, czego powodem jest długa obróbka i potrzeba stworzenia reżimu wysokiej temperatury.

Fugowanie gazu

Autorami materiałów teoretycznych, które ujawniają istotę takiego cementowania, są S. Ilinsky, N. Minkevich i V. Prosvirin. W tym samym czasie pierwsze praktyczne doświadczenie miało miejsce w Zlatoust Combine, gdzie P. Anosov nadzorował całą pracę.

Cechą tej metody jest wykorzystanie środowiska gazów zawierających węgiel, ponieważ głównym urządzeniem roboczym są hermetyczne piece grzewcze . Wśród znanych sztucznych gazów najczęściej stosuje się kompozycję, która jest wynikiem rozkładu produktów naftowych. Technologia jego wytwarzania zapewnia kilka etapów:

Należy wziąć stalowy zbiornik, podgrzać go i napełnić naftą, a następnie przejść do procesu pirolizy, który obejmuje rozkład nafty w mieszaninę gazów;

Pewna część gazu pirolitycznego (około 60%) ulega pękaniu, którego istota jest zredukowana do zmiany składu.

Mieszanina krakowanego gazu i czystej pirolizy jest podstawą, na której przeprowadza się obróbkę chemiczno-termiczną, zapewniając wzbogacenie węgla. Konieczne jest wytwarzanie krakowanego gazu z tego powodu, że w przypadku stosowania pojedynczej kompozycji pirolizy, głębokość cementowania stali jest mała, a przedmioty obrabiane są pokryte dużą ilością sadzy, co jest trudne do usunięcia.

Jako urządzenia do cementowania gazu stosuje się piece przenośnikowe o ciągłym przepływie lub jednostki stacjonarne. Szczegóły, którym należy nadać bardziej trwałe właściwości, umieszcza się w mufli pieca, a po zamknięciu doprowadzają one temperaturę wewnętrzną do 950 stopni. Potem zaczynają tam podawać przygotowany gaz. Z zalet tej procedury, która różni się na tle przetwarzania produktów za pomocą nawęglacza litego, należy odróżnić:

  • stworzenie bardziej komfortowych warunków dla personelu;
  • skrócenie czasu wymaganego do wykonania przetwarzania, co osiąga się dzięki skróceniu czasu potrzebnego do utrzymania części i braku konieczności długotrwałego przygotowania nawęglacza opartego na węglu.

Cementacja w mniej popularnych nawęglarkach

W sytuacji, gdy konieczne jest poddanie obróbce chemiczno-cieplnej stali 20, 15, a także stali stopowych o niskiej zawartości węgla, dopuszcza się stosowanie następujących nawęglaczy.

Roztwór elektrolitu

Istotą tej metody jest wykorzystanie efektu anodowego, dzięki któremu możliwe jest wzbogacanie produktów o małych rozmiarach przy użyciu wieloskładnikowych elektrolitów węglowych. Przetwarzanie tych części wymaga stworzenia reżimu temperaturowego w zakresie 450-1050 stopni i napięcia 150-300 V. Obowiązkowa operacja polega na wprowadzeniu sacharozy, acetonu, gliceryny do elektrolitu, a także poszczególnych substancji zawierających węgiel.

Płynne łóżko

W swojej strukturze ma formę przepływu metanu i endogazu w górę, który „przebija” małe cząstki korundu, rozmieszczone w sieci dystrybucji gazu w piecu.

Makaron

Zastosowanie takiego nawęglacza do przetwarzania produktów pociąga za sobą tworzenie warstwy pasty na powierzchni części stalowej, która musi być wzbogacona węglem, jego późniejsze suszenie i ogrzewanie prądem o wysokiej lub przemysłowej częstotliwości . Warto zauważyć, że przy jednym cementowaniu przetwarzanie części nie powinno być zakończone. Zalecana operacja polega na podgrzaniu stali w formie odpuszczania. Również pozytywny efekt uzyskuje się przez szlifowanie metalu.

Wniosek

Dość często pewne struktury muszą mieć ulepszone właściwości wytrzymałościowe, aby mogły pomyślnie wykonać ustalone dla nich zadanie. Rozwiązuje się to za pomocą różnych metod przetwarzania, wśród których cementowanie metali jest dość skuteczne. Jednocześnie, aby uzyskać niezbędny wynik, należy wziąć pod uwagę ważne cechy tego procesu.

Oprócz właściwego doboru środowiska pracy, ważne jest, aby postępować zgodnie z technologią takiego przetwarzania cementowania metali. W końcu najmniejszy błąd może niekorzystnie wpłynąć na skład chemiczny produktu, co może jeszcze bardziej skrócić żywotność konstrukcji, w której będzie stosowany. Z tego powodu ważne jest, aby zwracać uwagę na każdą chwilę, unikając odstępstw od obowiązujących zasad i przepisów dotyczących obróbki chemicznej i cieplnej części metalowych.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu