Мало кто знает, что собой представляет цементация и какую роль она играет, а ведь это важный процесс в обработке металла, который требует специальных знаний и подготовки. Цементацию необходимо проводить поэтапно, с соблюдением различных тонкостей.
Цементация металла – это вид термической обработки металлов с использованием дополнительного химического воздействия (насыщение углеродом). Смысл любых методов химико-термической обработки металлов заключается в том, что изделие нагревают до высокой температуры в специальной среде (жидкой, твердой или газообразной); углерод внедряется в поверхностный слой, тем самым насыщая металл, и это приводит к упрочнению обогащенного слоя и повышению эксплуатационных характеристик детали: она становится более твердой и износостойкой. Что важно, сердцевина обработанных деталей остается вязкой.
Выделяются следующие этапы цементации:
- Изделие помещают в печь в контейнере, разогревают до 930℃, после чего подают триэтаноламин (нитрилотриэтанол) для насыщения углеродом.
- Глубина насыщения достигает 2-3 мм, протяженность процесса – около 36 часов.
- Процесс отпуска: осуществляются разгерметизация и охлаждение до 650℃ в течение 3 часов, затем изделие достают из печи, после чего происходит охлаждение на воздухе.
Добиться желаемого эффекта после такого воздействия на металл можно лишь в том случае, если обработке подвергают низкоуглеродистые стали, в составе которых содержится не более 0,3% углерода. Если проводить цементацию квалифицированно, можно не только изменить химический состав металлического изделия, но также преобразовать его микроструктуру и даже фазовый состав. В результате удается значительно упрочнить поверхностный слой детали.
Цементация является промежуточной операцией, цель которой – обогащение поверхностного слоя углеродом. Требуемое упрочнение поверхностного слоя изделия достигается закалкой после цементации. Закалка должна не только упрочнить поверхностный слой, но и исправить структуру перегрева, возникающую из-за многочасовой выдержки стали при высокой температуре цементации.
После проведения цементации твердость науглероженного слоя достигает 58-62 HRC на легированных сталях и 60-64 HRC на низкоуглеродистых сталях.
Вместе с заготовками втулок в печь для цементации помещают образец-свидетель, его изготавливают из того же материала, что и материал изделий. По нему впоследствии определяют толщину получившегося слоя при цементации. Образец-свидетель помогает понять, соответствует ли партия деталей, заданным в конструкторской документации, требованиям толщины цементированного слоя.
После цементации и закалки поверхность деталей становится тверже и долговечнее. В заключение стоит отметить, что цементация позволяет использовать стали с низким содержанием углерода для изготовления ответственных деталей с длительным сроком эксплуатации, что значительно снижает конечную стоимость.
Надеемся, что вам была интересна наша статья! Подписывайтесь!