Cu câțiva ani în urmă, această procedură la domiciliu era aproape imposibil de implementat. Astăzi este posibil să se folosească mediul de grafit sau analogii lor. Principalul lucru este dorința și unele cunoștințe .
Informații generale despre proces
Primul pas este de a înțelege elementele de bază ale tratamentului termic al oțelului.
Următorii factori sunt legați de caracteristicile specifice ale cimentării metalice:
- Datorită procedurii, oțelurile cimentate devin mai puternice, ceea ce crește rezistența la uzură și rezistența materialului;
- Proprietățile funcționării schimbării metalelor datorate încălzirii produselor într-un mediu lichid, gazos sau solid, care îmbunătățește caracteristicile sale;
- Încălzirea pieselor este posibilă la temperaturi diferite, nu există recomandări limitate constante și exacte. Acasă, procesul de cimentare are loc la o temperatură de 500 grade Celsius. În condiții industriale care utilizează echipamente profesionale, temperatura de încălzire în cuptor atinge peste 1300 de grade Celsius. Ar trebui să știți că temperatura este aleasă, având în vedere concentrația de impurități și carbon.
- Profesioniștii recomandă acasă să cimentă tipuri de oțel cu conținut redus de carbon (aproximativ 0, 2%). De exemplu, o lamă dintr-un cuțit de bucătărie ieftin, fabricat din oțel sau piese mici.
- Carbonul pătrunde destul de încet în structura oțelului. Prin urmare, cimentarea lamei de cuțit în condițiile procedurii de origine are loc într-o proporție de cel mult 0, 1 ml pe oră. Pentru ca aceeași lamă să reziste la sarcini mai puternice, este necesar să se întărească stratul de până la 0, 8 ml grosime pe oră. De asemenea, este important să înțelegeți că cimentarea unui cuțit sau a unui arbore mic în atelierul de uz casnic va dura cel puțin opt ore . În acest caz, este necesar să se păstreze o anumită temperatură în cuptor pentru a nu perturba regimul de temperatură.
- În procesul de cimentare, nu numai proprietatea metalului se schimbă, ci și compoziția fazei sale și latticele atomice. În general, suprafața primește aceleași caracteristici ca în cazul călirii, dar este posibil să se controleze într-un interval de temperatură îngust pentru a evita diferite defecte de material.
Este oarecum mai dificil să se lipească oțeluri inoxidabile, dar în același timp va îmbunătăți calitativ caracteristicile acestui tip de metal.
În ce mediu este posibilă cimentarea oțelului?
Procesul de întărire are loc în diferite condiții de mediu:
- în stare solidă;
- în gaz;
- într-o soluție de electroliți;
- sub formă de pastă specială;
- într-un pat fluidizat.
Cel mai adesea, în condițiile atelierului de uz casnic, oțelul este cimentat cu grafit . Acest lucru simplifică foarte mult procesul, deoarece nu este nevoie să se aibă în vedere și etanșeitatea cuptorului.
În producția industrială, gazul este cel mai adesea folosit, deoarece această metodă reduce timpul petrecut la stingere.
Soiuri de metal care pot fi procesate
Există trei grupuri principale de metal, care sunt folosite pentru întărire:
- Oțel cu miez necalificat. Acest grup include următoarele tipuri de oțel potrivite pentru cimentare - 20, 15 și 10. Aceste părți sunt de dimensiuni mici și sunt utilizate pentru uz casnic. În timpul stingerii, austenita este transformată într-un amestec feritic-perlitic.
- Oțel cu un miez slab întărit. Acest grup include metale de asemenea grade, cum ar fi 20X, 15X (oțeluri de aluminiu cu crom inferior). În acest caz, se efectuează o procedură suplimentară de ligare utilizând doze mici de vanadiu. Acest lucru asigură producția de boabe fine, care are ca rezultat un metal mai vâscos și ductil.
- Oțel cu un miez puternic întărit. Acest tip de metal este utilizat pentru fabricarea de piese cu o configurație complexă sau cu o secțiune transversală mare care să reziste la diferite sarcini de șoc sunt expuse curentului alternativ. În timpul procesului de răcire se introduce nichel sau se utilizează mangan în caz de deficiență, în timp ce se adaugă mici doze de titan sau vanadiu pentru a zdrobi boabele.
În general, procesul de cimentare a oțelului este necesar pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența pieselor.
Cel mai frecvent, arborii, axele, lamelele lamei, componentele rulmenților și angrenajele sunt supuse carburizării.
Cum se realizează cimentarea oțelului într-un mediu solid în întreprindere și în atelierul de uz casnic?
Amestecul pentru cimentarea solidă este preparat din bariu, calciu cu cărbune și carbonat de sodiu. Cărbune este mai bine să ia din stejar sau mesteacăn și să-l împartă în fracțiuni mici, nu mai mult de zece milimetri. Pentru a elimina excesul de praf, se recomandă să se curețe cărbunele. Sărurile sunt, de asemenea, măcinate la o pudră și trecute printr-o sită.
Există două metode de preparare a amestecului:
- Cărbune din lemn este turnat peste sare, care este dizolvat anterior în apă. Amestecul rezultat este uscat, conținutul său de umiditate nu trebuie să fie mai mare de 7%.
- Cărbunele și sarea uscată sunt amestecate temeinic pentru a elimina posibilitatea de colorare chiar și în timpul tratamentului chimic și termic.
În acest caz, prima tehnică este considerată a fi de calitate superioară. Deoarece se asigură că amestecul va ieși uniform, iar rezultatul fără pete și dungi. Amestecul finit este, de asemenea, numit carburizer .
Procesul de cimentare solidă are loc în cutii speciale, unde amestecul este turnat în cantitatea potrivită. În mod ideal, cutiile corespund mărimii și formei produsului care este procesat. Ca și în acest caz, timpul petrecut pentru încălzirea ambalajului este redus, iar calitatea stratului de cimentare este îmbunătățită. Pentru a evita scurgerile de gaze, golurile sunt acoperite cu lut refractar special și acoperite cu un capac etanș.
Trebuie remarcat faptul că este avantajos din punct de vedere economic să se producă containere care sunt potrivite în mod ideal atunci când vine vorba de o procedură de transport. Dacă aveți nevoie de una sau două părți pentru temperare, atunci este mai bine să alegeți un recipient cu formă universală - pătrat, rotund sau dreptunghiular.
Cutiile sunt selectate din oțel cu rezistență redusă la căldură sau cu căldură.
Procesul de cimentare într-un amestec solid este după cum urmează:
- părți care trebuie să fie întărite, plasate uniform în cutii umplute cu carburi solid;
- cuptorul este încălzit la 900-1000 de grade și servește în recipientul său cu produse;
- încălzirea cutiilor are loc la o temperatură cuprinsă între 500 și 700 de grade. Această încălzire se numește end-to-end. Semnalul că cuptorul sa încălzit până la temperatura dorită este culoarea uniformă a plăcii de fund, nu mai există zone mai întunecate sub cutii;
- Temperatura este ridicată la 900 sau 1000 grade Celsius.
În acest regim de temperatură apar schimbări difuze în structura părților la nivel atomic.
La domiciliu, este dificil să încălziți cuptorul la temperatura dorită și să mențineți întregul regim de temperatură de la început până la sfârșit. În acest caz, totul este posibil . Trebuie reținut că eficacitatea cimentării la domiciliu este mult mai scăzută decât cea industrială.
Oțel cimentat cu gaz
Pentru prima oară, oțelul a fost cimentat cu gaz la combinatul Zlatousovsky sub îndrumarea atentă a lui P. Anosov. Această metodă eficientă a fost dezvoltată de V. Prosvirin, S. Ilinsky și N. Minkevich.
Esența procesului este destul de simplă - metalul este cimentat sub influența gazului cu conținut de carbon (natural, artificial sau generator) într-un cuptor închis ermetic.
Cel mai accesibil și utilizat gaz este compoziția obținută prin descompunerea produselor petroliere.
Se face în felul următor:
- kerosenul este turnat într-un container special de oțel, încălzit în procesul de piroliză - descompunerea kerosenului într-un amestec de mai multe gaze;
- aproximativ 60% din acest gaz este modificat și făcut potrivit pentru carburizare.
Un amestec de gaz modificat și gaz pur de piroliză este utilizat pentru carburizare. Necesitatea de a modifica o parte a gazului se datorează faptului că utilizarea gazului curat de piroliză pe oțel duce la o cimentare insuficientă și, în unele părți, poate fi capabilă să secească niște funingine greu de îndepărtat.
Procesul de cimentare a oțelului cu ajutorul gazului se realizează pe cuptoare speciale cu convecție continuă. Sau utilizați unități staționare unice.
Mai întâi, puneți piesa în cuptor, în mufe. Instalația este închisă și cuptorul este încălzit la 950 de grade. Se livrează apoi gaze pregătite în prealabil.
A face această procedură la domiciliu este aproape imposibilă.
În același timp, are mai multe avantaje față de metoda solidă de procesare:
- mai puțin timp petrecut pentru pregătirea materiilor prime pentru cimentare;
- condiții mai favorabile și mai sigure de muncă pentru lucrători;
- accelerarea procesului de întărire prin reducerea timpului de expunere a produselor.
Cel mai important lucru în procesul de cimentare a oțelului este un proces bine organizat și echipamente și materii prime de înaltă calitate. Metoda solidă poate fi realizată acasă în prezența unui cuptor, a unui carburier și a unor forme metalice. Pe lângă anumite abilități asociate cu acest proces de întărire a oțelului.