Оборудование для цементации стали

Цементация (науглероживание) – это технология термообработки сталей. Она применяется для подготовки стали к другому виду термообработки, закалке. Цементация предназначена для тех марок стали, которые из-за низкого содержания в них углерода не поддаются или плохо поддаются закалке. Суть этой технологии состоит в том, что заготовка из такой стали насыщается углеродом (науглероживается) до такой степени, чтобы обеспечить возможность её закалки. Чаще всего науглероживанию подвергают только верхний слой металла, чтобы в нем образовалось больше мартенсита, чем в сердцевине, и сформировался твердый поверхностный слой. При этом сердцевина стальной заготовки чаще всего должна оставаться вязкой и мягкой.

Цементация проводится в различных средах при температурах от 850°C до 950°C. По типу среды различаются следующие методы:

1) цементация в твердом карбюризаторе, при которой применяются неорганические (кокс) и органические вещества (древесина, кости животных и т.п.) с добавлением активаторов. Насыщение углеродом происходит в результате химической реакции окисления углерода. Активаторы способствуют протеканию этой реакции.

2) газовая цементация, при которой используются специально обогащенные газы (природный газ, магистральный газ и др.) или инертный газ (азот). При этом к газу, применяемому для цементации, добавляются небольшие количества алифатических предельных углеводородов, алканов, чаще всего пропана.

Аналогичный метод все чаще внедряется в термических производствах. В этом случае в горячие ретортные печи вводятся смеси высокомолекулярных органических соединений (скипидара, этилового спирта и др.), которые затем разлагаются под действием никелевых катализаторов.

3) жидкостная цементация двух типов: в цианидных и в бесцианидных ваннах.

Однако, поскольку в соляной ванне помимо прочего также содержится азот, может происходить его поглощение сталью. А это может неблагоприятно сказаться на последующей обработке заготовки резанием.

Кроме того, цианидные ванны опасны для окружающей среды и человека. Поэтому при использовании жидкостной цементации в цианидных ваннах необходимо соблюдать предписанные меры безопасности. В этой связи более целесообразным является применение бесцианидных ванн. В наши дни жидкостная цементация, даже в бесцианидных ваннах, почти не применяется в связи с высоким уровнем загрязнения окружающей среды.

Преимущества и недостатки различных методов цементации:

1) Цементация в твердом карбюризаторе особенно целесообразна для достижения большой глубины науглероживания, а также при штучном производстве изделий из стали. Недостатком этого метода являются высокая трудоемкость и плохая варьируемость условий науглероживания.

2) В серийном или массовом производстве целесообразно применять газовую цементацию, так как этот метод позволяет достаточно широко варьировать условия науглероживания. Единственным недостатком является высокая себестоимость.

3) Жидкостную цементацию применяют для получения небольшой глубины науглероживания, так как уже при незначительной продолжительности погружения заготовки в ванну происходит достаточно большое насыщение углеродом её поверхностного слоя. Поэтому слишком большая продолжительность погружения ведет к коррозии заготовки.

 

Обновлено (09.09.2013 17:10)