Carburarea oțelului este saturarea prin difuzie la suprafață a oțelului cu carbon pentru a crește duritatea și rezistența la uzură.
Carburarea este supusă oțelurilor cu conținut scăzut de carbon (de obicei până la 0,25% C) și aliate , procesul în cazul utilizării unui carburator solid se efectuează la temperaturi de 900-950 ° C, cu cementare cu gaz (carburator gazos) - la 850-900 ° C.
După cementare, produsele sunt supuse unui tratament termic, ducând la formarea unei faze de martensită în stratul superficial al produsului (călire pentru martensită), urmată de revenire pentru ameliorarea tensiunilor interne.
metode de cimentare:
În acest proces, mediul de saturatie este cărbunele în boabe cu un diametru de 3,5–10 mm sau semi-cocs de cărbune și cocs de turbă, la care se adaugă activatori. Acest proces este cunoscut cel puțin încă din secolul al XII-lea [1] .
Tehnologia procesului este următoarea: Încărcarea pieselor într-o cutie de oțel cu o garnitură de nisip sigilată. Piesele sunt așezate astfel încât să fie acoperite cu un carburator pe toate părțile, să nu se atingă între ele și pereții cutiei. Apoi, cutia este sigilată ermetic cu un sigiliu de nisip sau acoperită cu lut refractar și încărcată în cuptor.
Mod standard: 900-950 °C, 1 oră de expunere (după încălzirea cutiei) la 0,1 mm de grosime a stratului cimentat. Pentru a obține un strat de 1 mm - o expunere de 10 ore.
În modul „accelerat” , cimentarea se efectuează la 980 de grade. Expunerea este redusă la jumătate și sunt necesare 5 ore pentru a obține un strat de 1 mm. Dar, în același timp, se formează o rețea de cementită, care va trebui îndepărtată prin normalizarea repetată a metalului.
Acest proces se desfășoară într-un mediu de gaze care conțin carbon. Cementarea cu gaz are o serie de avantaje în comparație cu cementarea într-un carburator solid, deci este utilizată pe scară largă în întreprinderile care produc piese în loturi de masă.
In cazul cementarii cu gaz se poate obtine o concentratie data de carbon in strat; durata procesului este redusă, deoarece nu este nevoie să încălziți cutiile umplute cu un carburator cu conducție scăzută de căldură; este asigurată posibilitatea mecanizării și automatizării complete a proceselor, iar tratamentul termic ulterior al pieselor este mult simplificat, deoarece întărirea poate fi efectuată direct din cuptorul de cementare.
Procesul de cimentare în pat fluidizat are loc într-o atmosferă de endogaz cu adaos de metan. Patul fluidizat este un sistem eterogen în care, datorită fluxului de gaz care trece prin straturile de particule mici (0,05-0,20 mm) (de obicei corindon), se creează amestecarea intensivă a acestora, care în exterior seamănă cu un lichid în fierbere. Particulele de corindon sunt situate pe grătarul de distribuție a gazului din cuptor. La o anumită viteză de trecere a fluxului de gaz ascendent (peste viteza critică), particulele devin mobile, iar stratul capătă unele proprietăți de lichid (pat fluidizat). În această stare, coeziunea dintre particule este întreruptă, ele devin mobile și se bazează nu pe rețea, ci pe fluxul de gaz. Avantajele procesului de cementare în pat fluidizat sunt: reducerea duratei procesului datorită vitezei mari de încălzire și a coeficientului ridicat de transfer al masei de carbon; capacitatea de a controla potențialul de carbon al atmosferei în zona de lucru a cuptorului; reducerea deformarii si deformarii pieselor de prelucrat datorita distributiei uniforme a temperaturii in intregul volum al cuptorului. Procesul de cementare cu pat fluidizat poate fi utilizat în loturi mici și fabrici de producție unice.
Utilizarea efectului de anod pentru saturarea prin difuzie a suprafeței tratate cu carbon în soluții de electroliți multicomponent este unul dintre tipurile de tratament electrochimic-termic de mare viteză ( încălzirea electrolitului anodic ) al produselor de dimensiuni mici. Partea anodului , atunci când se aplică o tensiune constantă în intervalul de la 150 la 300 V, este încălzită la temperaturi de 450-1050 ° C. Atingerea unor astfel de temperaturi este asigurată de o carcasă de vapori-gaz continuă și stabilă care separă anodul de electrolit. Pentru a asigura cimentarea, în plus față de componenta conductoare electric, în electrolit sunt introduse substanțe donatoare care conțin carbon ( glicerol , acetonă , etilenglicol , zaharoză și altele).
Carburarea cu aplicarea de materiale care conțin carbon pe suprafața metalică carburată sub formă de suspensie, acoperire sau suspensie, uscarea și încălzirea ulterioară a produsului cu curent de înaltă frecvență sau curent de frecvență industrială. Grosimea stratului de pastă trebuie să fie de 6-8 ori mai mare decât grosimea necesară a stratului cimentat. Temperatura de cementare este setată la 910–1050 °C.
| Tratarea termică a metalelor | ||
|---|---|---|
| Concepte generale știința metalelor Celulă de cristal diagramă de fază Diagrama de stare a aliajelor fier-carbon | ||
| Procesele de bază | ||
| Procese conexe | ||
| Proprietățile țintă ale metalelor | ||