Повышение прочности и твердости стальных деталей выполняется с целью увеличения долговечности их эксплуатации. Специальная газовая цементация стали является достаточно новой и эффективной технологией, которая позволяет удешевить процесс упрочнения и сделать его более результативным. Обработка металла в газовой среде уменьшает время проведения процедуры. При этом наблюдается минимальное образование кокса и прочих отложений, которые появляются во время термической обработки.

 

В какой среде происходит газовая цементация?

Технология предусматривает проведение процедуры упрочнения в газовой среде. Для цементации могут использоваться природные, синтетические или пиролизные газы. На практике наибольшее применение получили метан, пропан и бутан. В ходе температурных воздействий окись углерода и природный метан подлежат разложению. Во время разложения образуется атомарный углерод, который способствует цементации стальных деталей. Для получения данного эффекта требуется гораздо меньше времени, чем при обычной технологии с твердым карбюризатором. При этом нагревание и охлаждение происходит быстрее.

установка для газовой карбюризации

Также при газовой цементации стали допускается применение жидких карбюризаторов, которые вводятся внутрь печи капельным способом. Постепенная дозированная подача способствует их полному сгоранию и образованию необходимых для упрочнения газов. В качестве горючих жидкостей применяются керосин, бензол и различные масла. Применение жидких веществ является допустимым. Однако использование газообразных смесей и чистых газов способно обеспечить более качественный эффект цементации с минимальным содержанием кокса.

 

Как происходит процесс цементации в газовой среде?

Упрочнение стали в газовой среде осуществляется при наличии массового изготовления конкретных деталей. Максимальный слой цементации составляет порядка 2 мм. Предварительно подбирается газ, который при сгорании образует необходимое количество углерода. При отсутствии газа допускается применение любого другого продукта нефтепереработки, который способен образовать достаточное количество важных элементов.

Цементация выполняется в печах с повышенной герметичностью. Обрабатываемые детали помещаются на специальный поддон внутрь печи. При сгорании газа внутри образуется температура в пределах 910-950 °C. На протяжении 15 часов выдержки можно получить слой упрочнения 1,2 мм. Для ускорения процедуры в промышленности стараются увеличить температуру цементации. Чаще всего предприятия устанавливают температурный режим в пределах 1000 градусов. В таком случае улучшить характеристики деталей до желаемых требований можно за 8 часов. После термической обработки сталь медленно и постепенно охлаждается.

 

Варианты ускорения процесса обработки

Ускорение процесса термической обработки способно резко сократить время газовой цементации. Для увеличения скорости упрочнения внутрь печи вводится дополнительный газ. Также возможно применение муфеля, который дополнительно подогревается индуктором. В таком случае можно получить температуру в пределах 1050-1080 °C. Ускорение процесса возможно в 10 раз. Подобная технология применяется на разных отечественных предприятиях, которые занимаются изготовлением деталей для наиболее ответственных узлов.

Стоит отметить, что высокоскоростная газовая цементация позволила сократить стоимость обработки изделий из стали на 25-40 %. При этом глубины цементации 1,2-2,0 мм достаточно, чтобы зубья шестерен, валы и пальцы могли работать в режиме наибольших нагрузок на изгиб и удар. Все обработанные детали отличаются крайне высокой стойкостью к истиранию.