Цементация твердым карбюризатором.

В этом процессе насыщающей средой является древесный уголь (дубовый или березовый) в зернах поперечником 3,5-10 мм или каменноугольный полукокс и торфяной кокс, к которым добавляются активаторы: углекислый барий (BaCO2) и кальцинированную соду (Na2CO3) в количестве 10-40% массы угля.

Детали, подлежащие цементации, после предварительной очистки укладывают в ящики: сварные стальные или, реже, литые чугунные прямоугольной или цилиндрической формы.

Для цементации изделия укладывают в ящики, засыпают этой смесью, плотно закрывают и ставят в печь. В Америке для цементации применяют нихромовые или калоризированные ящики, стойкие к высоким температурам.

Несмотря на высокую стоимость в сравнении с чугунными или стальными ящиками они оказываются благодаря долгой службе более выгодными. Для цементации температуру в печи доводят до 1000—1200°С. в ящиках же температура ниже. Процесс во многих случаях длится около 8 ч. На Рис. 4 изображены кривые повышения температуры в печи и ящиках при цементации отвалов для плугов (кривая а - температура в ящике, кривая б - температура в печи; на абсциссе отложено время от начала наблюдения).

Рисунок 4.

Кривые повышения температуры в печи и ящиках при цементации

В результате такого режима на поверхности отвалов образуется перлит с сеткой цементита, и толщина твердого, принимающего закалку слоя -1—1.5 мм, середина же остается мягкой. После охлаждения с ящиками отвалы вынимают, снова нагревают и закаливают. В результате на поверхности их образуется мартенсит (вкл. л., 3); сетка цементита должна полностью раствориться, иначе поверхностный слой будет хрупким. Частым дефектом цементированных изделий являются мягкие места на их поверхности после закалки благодаря образованию троостита: на вкл. л.. 5 изображает такую дефектную структуру - троостит в мартенсите. Мягкие места в цементированных изделиях могут также быть объяснены недостаточным науглероживанием поверхности. В общем цементация твердыми порошками является в условиях СССР очень практичной, распространенной и недорогой операцией. В Америке для создания однородности качества при цементации применяют конвейерные печи, в которых кахщый ящик, входя с одной стороны холодным и очень медленно двигаясь там, постепенно нагревается до 900°С и выходит с другой. При цементации в обычной печи крайние ящики нагреваются быстрее, а средние медленнее, при конвейерной же - все ящики находятся в одинаковых условиях, что весьма ценно. В табл. 3 приведены важнейшие ошибки цементации, указаны их причины и даны способы к их устранению.

Таблица

Ошибки цементации

Газовая цементация.

При цементации газом изделия помещаются в длинный металлический цилиндр, обычно из нихрома или калоризированного металла, стойкого при высоких температурах. Цилиндр помещается в специальную печь и нагревается в ней при медленном вращении. Через цилиндр пропускается струя очищенного светильного газа..

Газовая цементация имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией в твердом карбюризаторе, поэтому ее широко применяют на заводах, изготовляющих детали массовыми партиями.

В случае газовой цементации можно получить заданную концентрацию углерода в слое; сокращается длительность процесса, так как отпадает необходимость прогрева ящиков, наполненных малотеплопроводным карбюризатором; обеспечивается возможность полной механизации и автоматизации процессов и значительно упрощается последующая термическая обработка деталей, так как закалку можно проводить непосредственно из цементационной печи.

Рисунок 5