Резка промышленных проемов: www.rezkabetona.su 
Навигация
Популярное
 Публикации «Сигма-Тест»  Термическая обработка сплавов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

ГЛАВА IV ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 14, Общие вопросы

Химико-термическая обработка стали широко применяется в промышленности благодаря эффективности процесса, позволяющего создавать в детали рабочий поверхностный слой, обладающий высокой твердостью, износостойкостью при относительно мягкой и непрочной сердцевине из малоуглеродистой стали.

Химико-термическая обработка заключается в поверхностном насыщении изделий специальными веществами в области повышенных иля высоких температур. Обычно этот процесс дополниетси упрочняющей термической обработкой.

В качестве веществ, применяемых для насыщения поверхностных слоев стальных изделий, используются углерод, азот, алюминий, кремний, хром, бор и др. Соответственно такие процесслл обработки называются цементацией, азотированием, алятированием, силицированием, хромированием, борированием и т. д.

Иногда при химико-термической обработке насыщение поверхности осуществляется двумя я более веществами. В качестве примера можно привести цианирование (насыщение поверхности стали углеродом и азотом), сульфоцианирование (насыщение поверхности стали углеродом, азотом и серой).

Вещества, в среде которых происходит насыщение изделий, называются диффузантами или карбюризаторами, Ра.зличают карбюризаторы твердые, жидкие и газообразные. Поэтому и процессы химико-термической обработки называют газоюй цементацией, жидкостным цианированием, цементацией в твердом карбюризаторе и т. п.

15. Цементация

Цементация может производиться в твердом и газообразном карбюризаторах *. Местная защита отдельных поверхностей изделий от цементации обеспечивается припусками металла на механическую обработку или слоем меди, нанесенным гальваническим способом, а также специальными пастами.

-Толщина медного слоя, гарантирующая защиту от науглероживания, должна быть при глубине слоя цементации 0,8--1,2 мм 30-40 мкм, а при iWiy6HHe более 1,2 мм - 50-70 мкм. Медное покрытие должно быть плотным, без пузырей и пористости **.

Внутренние полости изделий и отверстия обычно защищают от цементации забивкой смесью кварцевого песка и окалины (в соотношении 1 : 1) или смесью шамотного порошка и окалины (в соотношении 1 : 2). Смесь плотно утрамбовывают, а концы отверстий тщательно забивают асбестовыми пробками.

Цементация в твердом карбюризаторе имеет ограиияениое прииеиение и используется только для деталей, которые не могут обрабатываться в среде разового карбюризатора.

При применении медного покрытия максимальная температура цементации ие должна превышать 1050 С во избежание расплавления омеднеж кого слоя (температура плавления меди 1083 *С>>

Составы паст, применяемых для защиты поверхностей изделий от цементации

Составляющие

Массовая доля, %

Способ изготовления

Тальк

Белая глина Вода

50 25 25

Добавляют жидкое стекло до сметаиообразиЬго состояния и перемешивают

Однохлористая медь Свинцовый сурик

70 30

Замешиваютна канифольном лаке до сметанообразного состояния

Песок Глина Бура.

Натриевая селитра Окись свинца

41 43 10 3 3

Все составляющие перемешивают и разводят иа жидком стекле

Тальк

Окись алюминия Свинцовый сурик

58 28 14

Разводят иа жидком стекле (одна часть снеси и три части жидкого втекла)

Песок

Глинозем

Окись железа титана магния

60 35 3

0.25 1,75

Разводят на жидком стекле (три части смеси и одна часть жидкого стекла). Пасту наносят в два слоя

Глина молотая Песок сеякый Бура

Нитрид натрия

40 45 12 3

Разводят на жидком стекле досметанообразного состояния. Паста наносится в один слой

В табл. 63 приведены составы паст, применяемых для защиты поверхностей изделий от цементации.

Перед цементацией изделия необходимо тщательно очистить от грязи, ржавчины, масла и других загрязнений. Цементацию рекомендуется производить при 900-950 °С. Для цементации изделий в твердом карбюризаторе рекомендуется применять карбюризаторы, пpивeJeнныe в табл. 64. ,

При цементации каждой ноюй партии изделий карбюризатор составляется из 50-80 % отработанного, предварительно просеянного карбюризатора, и 20-50 % свежего. Смесь свежего и отработанного карбюризатора нео(5ходимо тщательно перемешать.

Для упаковки изделий применяется металлическая тара различных размеров и форм (круглая, квадратная, с внутренним отверстием и др.). Тара для цемецтации (ящики и крышки) изготовляется из стали, чугуна и жаростойких сплавов. Стойкость сварных ящиков равна 150-200 ч, литых (стальных и чугунных) - 250-500 ч, из жаростойкого сплава - 4000-6000 ч. Стойкос1ь стальных ящиков, применяемых для цементации, может быть повышена алитированием.

Изделия следует упаковывать в ящики следующим образом. На дно ящика насыпают слой карбюризатора толщиной 30-40 мм и слегка утрамбовывают его, постукивая по стенкам ящика. Затем укладывают



64. Составы карбюризаторов

Составляющие

Массовая доля, %

Углекислый барий Углекислый кальций Летучие вещества Вода

Древесный уголь

20-25 3,5-5,0 Не более 10 5 Остальное

Углекислый барий -Углекислый кальций Вода

Полукокс

10-15 3,5

Не более 6.0 Остальное

Углекислый натрий Древесный уголь

10 90

Углекислый барий Древесный уголь

10 90

Углекислый натрий Торфяной кокс

6-10 90-94

Древесный уголь Костяная мука *

40 60

Углекислый натрий Древесные опилки

92-95

изделия и образцы-свидетели, по которым определяется глубина и качество слоя цементации, соблюдая расстояние между ними и от стенок ящика в 20-25 мм, насыпают слой карбюризатора толщиной 20- 25 мм и утрамбовывают его. Так поступают до тех пор, пока все изделия не будут упакованы. Верхний ряд изделий следует покрыть слоем карбюризатора 20-35 мм и окончательно плотно утрамбовать во избежание оголения деталей при цементации.. На верхний слой карбюризатора кладут лист асбеста, ящик закрывают крышкой и обмазывают ее смесью огнеупорной глииы с песком. После естественной сушки глины ящики загружаются в печь, причем между ними соблюдается расстояние ие менее 30-50 мм.

Время выдержки ящиков в печи (с момента достижения температуры цементации) ориеитироючно определяется из расчета: 0,15 мм/ч при глубине слоя менее 1,0 мм; 0,1 мм/ч при глубине слоя цементации более 1,0 мм. Разборка ящиков после цементации осуществляется при температуре ие выше 100°С. Остывшие детали после цементации должны иметь светло-серую поверхность.

Газовая цементация более производительна и менее энергоемка по сравнению с цементацией в твердом карбюризаторе, так как ие затрачивается время иа упаковку, расход энергоресурсов на прогрев ящиков, а также улучшаются условия труда рабочих. Процесс газовой цементации осуществляется смесью природного газа и газа-разбавителя (обычно эидогаза). Для получения заданной концеи-

65. Глубина цементированного слоя прн газовой цементации

Глубина цементированного слоя (мм) при температуре, °С

1000

0.30

0,38

0,45

0,53

0,63

0,75

0,85

1,00

0.42

0,53

0,63

0.76

0.90

1,00

1,22

1,42

0.53

0,63

0,80

0,94

1,10

1,30

1,50

1,70

0.60

0,74

0,89

1.07

1.27

1,50

1,75

2,00

0.70

0.80

1,00

1.20

1.42

1.68

1,96

2.25

0.76

0,91

1.09

1.32

1.55

1.83

2,13

2,46

0.78

1.00

1,19

1,42

1,68

1,98

2,30

. 2,55

0.86

1.04

1.27

1,52

1,80

2,10

2,46

2,80

0.90

1,12

1,35

1.60

1,90

2,23

2,55

3.00

0.96

1,17

1.42

1.70

2.00

2,36

2,80

3,20

1.02

1.22

1,50

1.78

2.11

2,46

2.80

3,35

1.04

1,30

1,55

1,85

2,21

2,50

3,05

3,55

1.09

1,35

1,62

1,93

2,29

2,54

3,06

3,56

1,14

1,40

1.68

2.00

2,39

2,80

3,30

3,80

1,20

1.45

1.73

,2,10

2,47

2,80

3.38

3,92

1,22

1,50

1.80

2.13

2,54

2,85

3,50

4,05

1,27

1,52

1,85

2,20

2,55

3,05

3,55

4,17

1,30

1,57

1,90

2,29

2,69

3,17

3,72

4,32

1,35

1,62

1.96

2,34

2,70

3,30

3,81

4,40

1,37

1,68

2,00

2,39

2,80

3,31

3,89

4,55

1,40

1,70

2.06

2,46

2,90

3,41

3,98

4.62

1,42

1,75

2.10

2,51

2,96

3,50

4,06

4,73

1.47

1.77

2.15

2,54

3,05

3,55

4,17

4,83

1.50

1,83

2,20

2,62

3,10

3.65

4,29

5,00

1.52

1,85

2.23

2.66

3,16

3,70

4.33

5.10

Примечание. Время выдержки отсчнтывается с момента достижения цементируемыми изделиями заданной температуры.

6. Средние значения скорости газовой цементации при различных температурах

Глубина слоя, мм

Скорость цементации (мм/ч) при температуре. °С. .

1000

До 0,5

0,45

0.55

0.75

0,5-1,0

0,30

0.40

0,55

0.75

0,95

1,0-1,5

0,20

0,30

0.40

0,55

0,75

1.5-2.0

0.15

0,20

0,25

0,35

0,55

2.0-2.5

0,12

0,15

0,20

0,25

0,40



67. Скорость подачи различных карбюризаторои при газовой цементации

Расход карбюризатора

Тип печн

Керосин, пиробензол, .СИНТИИ, капель в 1 мни

Природный газ, м/ч

О е е

Нагрев

Выдержка

Нвгрев

Выдержка

СШЦ-04.06/10 (Ц.35)

СШЦ-04.09/10 (Ц-75)

СШЦ-06.12/10 (Ц-90)

Ц-105

ШЦН-20

ШЦН-45А

ШЦН-65А

ШЦН-95А

0,04 0,14 0,25 0,35 0,03 0,10 0,14 0,34

25-35 35-45 50-75 50-75 25-35 35-45 35-45 50-75

60-70 70-90 120-150 120 - 150 40-60 60-90 70-90 120 - 150

0,3-0,5 0,4-0,6 0,4-0,6

0,3-0,5 0,3-0,5 0,4-0,6

0,9 - 1,2 1,2-1,6 1,2 - 1,6

0,9 - 1,2 0,9 - 1,2 1,2-1,6

68. Рекомендуемые допуски при цементации иа различную глубину, мм

Глубина цементации

Допуск иа глубину слоя

0,5 0,5-1,3 1,6-2,0

0,10 0,15 0,20

Состав паст для цементации (массовая доля, %)

Л со П КО

? S о

tR У

в и,

eS К2

&

л Си

30-60 50

20-40 40

10-15

5-10

. 10

Канце-лирскнй клей

При 930 С аа 4 ч обра-зуется слой толщиной 1,2-1,5 мм

Керосин

1110 -1150 °С за 50 мин образуется слой ТОЛт

щииой 1,3 мм

Примечание. Консистенция пасты сметанообразная.

70. Виды брака при цемеитацни и способы его устранения

Вид брака

Причины

Меры предупреждения

Чрезмерно большая глубина цементованного слоя

Завышенное время выдержки при цементации

Применение активного карбюризатора

Высокая температуря цементации

Неравномерная темперв-тура в печи

Устранить причины, вызывающие брвк (при завышенной глубине цементации брак неисправим)

Заниженная глубина цементованного елоя

Недостаточное время выдержки при цементации

Заниженная температура цементации

Применение недостаточно активного карбюризатора

Неравномерная температура в печн

Недостаточная подача газа или керосина в случае газовой цементации

Соблюдение технологического процесса

Тщательная дозировка цементирующих веществ

Повышенная концентрация углерода в цементованном слое

Применение активного карбюризатора и завышенное время выдержки при цементации

Соблюдение технологического процесса

Поинжениая концентрация углерода в це-меитоваином слое

Применение недостаточно активного карбюризатора

Тщательная дозировка цементующих веществ

Неравномерная глубина цементованного слоя

Зажиренная и грязная поверхность изделия

Неправильная упаковка цементационных ящиков

Отложение сажи при газовой цементации

Очистка поверхности изделия перед цементацией от жировых веществ, грязи, окалины н ржавчины

Тщательная герметизация цементационных ящиков

Утрамбовка карбюризатора в цементационных ящиках

Тщательная дозировка цементующих веществ :

Отслаивание закаленного це-ментоввииого слоя

Резкий переход от цементованного слоя к сердцевине, наличие цементнт-иой сетки

Уменьшение процентного содержания свежего карбюризатора

Хрупкость (выкрашивание поверхностного цементованного слоя)

Применение активного карбюризатора

Завышенное время выдержки

Снижение активности карбюризатора

Соблюдение технологического процесса

Стекловидные наплывы иа поверхности изделий

Наличие кварцевого песка в карбюризаторе

Не допускать попадания кварцевого песка в карбюризатор



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50



© 2010 www.sigma-test.ru Санкт-Петербург: +7 (812) 265-34-48, +7 (812) 567-94-10
Разработка и поддержка сайта: +7(495)795-01-39 после гудка 148651, sigma-test.ru(my_love_dog)r01-service.ru
Копирование текстовой и графической информации разрешено при наличии ссылки.