Vlastnosti cementácie kovov. Chemicko-tepelné spracovanie ocele. Nauhličovanie ocele doma Nauhličovanie ocele grafitom doma
Proces cementácie je založený na chemickom a tepelnom princípe spracovanie kovov. Celým bodom postupu je nasýtenie povrchu ocele požadovaným množstvom uhlíka za určitých teplotných podmienok.
Pred niekoľkými rokmi bol tento postup takmer nemožné realizovať doma. Dnes je to možné pomocou grafitových médií alebo ich analógov. Hlavná vec je túžba a nejaké vedomosti.
Všeobecné informácie o procese
V prvom rade musíte pochopiť základy tepelného spracovania stať sa.
Vlastnosti karburizácie kovov zahŕňajú tieto faktory:
- Vďaka postupu sa cementované ocele stávajú pevnejšími, čím sa zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu a pevnosť materiál;
- Prevádzkové vlastnosti kovu sa menia zahrievaním produktov v kvapalnom, plynnom alebo pevnom médiu, čo zlepšuje jeho vlastnosti;
- Časti môžu byť ohrievané na rôzne teploty, neexistujú žiadne obmedzené konštantné alebo presné odporúčania. Doma proces cementovania prebieha pri teplote 500 stupňov Celzia. V priemyselných podmienkach s použitím profesionálnych zariadení dosahuje teplota ohrevu v peci viac ako 1300 stupňov Celzia. Mali by ste vedieť, že teplota sa volí s prihliadnutím na koncentráciu nečistôt a uhlíka.
- Odborníci odporúčajú doma cement s nízkym obsahom uhlíka druhy ocele (približne 0,2 %). Napríklad čepeľ z lacného kuchynského noža z ocele alebo malých častí.
- Uhlík preniká do štruktúry ocele pomerne pomaly. Preto sa cementácia čepele noža v domácom postupe vyskytuje rýchlosťou nie väčšou ako 0,1 ml za hodinu. Aby tá istá čepeľ vydržala väčšiu záťaž, je potrebné spevniť vrstvu s hrúbkou až 0,8 ml za hodinu. Je tiež dôležité pochopiť, že nauhličovanie noža alebo malého hriadeľa v domácej dielni bude trvať minimálne osem hodín. V takom prípade by ste mali v rúre udržiavať určitú teplotu, aby ste nenarušili teplotný režim.
- Počas procesu karburizácie sa menia nielen vlastnosti kovu, ale aj jeho fázové zloženie a atómová mriežka. Vo všeobecnosti povrch získava rovnaké vlastnosti ako pri kalení, ale je možné ho regulovať v úzkom teplotnom rozsahu, aby sa predišlo rôznym defektom materiálu.
Vykonajte nauhličovanie nehrdzavejúcej ocele trochu zložitejšie, ale zároveň sa tým kvalitatívne zlepšia vlastnosti tohto druhu kovu.
V akom prostredí je možná karburizácia ocele?
Proces vytvrdzovania prebieha za rôznych podmienok prostredia:
- v pevnom stave;
- v plynnej forme;
- v roztoku elektrolytu;
- vo forme špeciálnej pasty;
- vo fluidnom lôžku.
Najčastejšie sa to vykonáva v domácej dielni nauhličovanie ocele grafitom. To značne zjednodušuje proces, pretože nie je potrebné sa obávať o silné tesnenie rúry.
V priemyselnej výrobe sa najčastejšie používa plyn, pretože táto metóda skracuje čas vytvrdzovania.
Druhy kovov, ktoré je možné spracovať
Na kalenie sa používajú tri hlavné skupiny kovov:
- Oceľ s netvrdnúcim jadrom. Táto skupina zahŕňa nasledujúce triedy ocele vhodné na tmelenie - 20, 15 a 10. Tieto diely sú malých rozmerov a používajú sa na použitie v domácich podmienkach. Počas kalenia sa austenit mení na feritovo-perlitovú zmes.
- Oceľ so slabo tvrdeným jadrom. Táto skupina zahŕňa kovy takých akostí ako 20H, 15H (nízkolegované chrómové ocele). V tomto prípade sa vykoná dodatočný ligačný postup s použitím malých dávok vanádu. To zaisťuje jemné zrno, výsledkom čoho je ťažnejší a ťažnejší kov.
- Oceľ s vysoko kaleným jadrom. Tento typ kovu sa používa na výrobu dielov so zložitými konfiguráciami alebo veľkými prierezmi, ktoré vydržia rôzne rázové zaťaženia a sú vystavené striedavému prúdu. Počas procesu vytvrdzovania sa pridáva nikel alebo v prípade jeho nedostatku sa používa mangán, pričom sa obilie drví malé dávky titán alebo vanád.
Vo všeobecnosti je proces nauhličovania ocele potrebný na zlepšenie odolnosti proti opotrebovaniu a pevnosti dielov.
Najbežnejšie časti, ktoré sa nauhličujú, sú hriadele, nápravy, čepele nožov, časti ložísk a ozubené kolesá.
Ako prebieha nauhličovanie ocele v pevnom prostredí v podniku a v domácej dielni?
Zmes pre tuhú cementáciu sa pripravuje z bária, vápnika s dreveným uhlím a uhličitanu sodného. Je lepšie odobrať uhlie z dubu alebo brezy a rozdeliť ho na malé frakcie, nie viac ako desať milimetrov. Na odstránenie prebytočného prachu sa odporúča drevené uhlie preosiať. Soli sa tiež rozomelú na prášok a preosejú sa cez sito.
Existujú dva spôsoby prípravy zmesi:
- Drevené uhlie sa naleje soľou, ktorá sa predtým rozpustí vo vode. Výsledná zmes sa vysuší, jej vlhkosť by nemala byť vyššia ako 7%.
- Suché uhlie a soľ sa dôkladne premiešajú, aby sa vylúčila možnosť vzniku škvŕn pri chemickom a tepelnom spracovaní.
Zároveň sa prvý spôsob považuje za kvalitnejší. Pretože zaručuje, že zmes bude jednotná a výsledok bude bez škvŕn alebo pruhov. Hotová zmes sa tiež nazýva karburátor.
Prebieha samotný proces tuhej cementácie v špeciálnych boxoch, kde sa zmes naleje v požadovanom množstve. V ideálnom prípade škatule zodpovedajú veľkosti a tvaru spracovávaného produktu. Pretože v tomto prípade sa skráti čas potrebný na ohrev nádoby a zlepší sa kvalita cementačnej vrstvy. Aby sa zabránilo úniku plynu, trhliny sú pokryté špeciálnou žiaruvzdornou hlinkou a všetko je pokryté tesne priliehajúcim vekom.
Treba poznamenať, že je ekonomicky výhodné vyrábať kontajnery, ktoré sa dokonale hodia, pokiaľ ide o postup dopravníka. Ak potrebujete vytvrdiť jednu alebo dve časti, potom je lepšie zvoliť nádobu univerzálny tvar- štvorcový, okrúhly alebo obdĺžnikový.
Krabice sa vyberajú z nízkouhlíkovej alebo žiaruvzdornej ocele.
Proces cementovania v tuhej zmesi prebieha takto:
- diely, ktoré je potrebné vytvrdiť, sú rovnomerne umiestnené v boxoch naplnených pevným karburátorom;
- rúra sa zahreje na 900-1000 stupňov a do nej sa podávajú nádoby s výrobkami;
- Boxy sú vyhrievané pri teplotách od 500 do 700 stupňov. Toto zahrievanie sa nazýva zahrievaním. Signálom, že rúra je nahriata na požadovanú teplotu, je jednotná farba dosky ohniska, pod zásuvkami už nie sú tmavé miesta;
- teplota sa zvýši na 900 alebo 1000 stupňov Celzia.
Práve pri tejto teplote sa difúzne zmeny v štruktúre častí na atómovej úrovni.
Doma je dosť ťažké zohriať rúru na požadovanú teplotu a udržiavať celý teplotný režim od začiatku do konca. V čom všetko je možné. Malo by sa pamätať na to, že účinnosť domácej cementácie je oveľa nižšia ako priemyselná cementácia.
Povrchovo kalené ocele pomocou plynu
Prvýkrát sa v Zlatousovskom závode pod bdelým vedením P. Anosova uskutočnila cementácia ocele plynom. Túto účinnú metódu vyvinuli V. Prosvirin, S. Ilyinsky a N. Minkevich.
Podstata procesu je pomerne jednoduchá - kov je cementovaný pod vplyvom plynu obsahujúceho uhlík (prírodný, umelý alebo generátor) v hermeticky uzavretom uzavretá rúra.
Najdostupnejším a najčastejšie používaným plynom je kompozícia získaná rozkladom ropných produktov.
Vyrába sa nasledujúcim spôsobom:
- Petrolej sa naleje do špeciálnej oceľovej nádoby a zahrieva sa až do procesu pyrolýzy - rozkladu petroleja na zmes niekoľkých plynov;
- približne 60 % tohto plynu je upravených a vhodných na cementáciu.
Na cementáciu sa používa zmes modifikovaného plynu a čistého pyrolýzneho plynu. Potreba úpravy časti plynu je spôsobená tým, že z používania rýdz pyrolýzny plyn oceľ je nedostatočne nauhličená a na niektorých častiach môže byť usadené malé množstvo sadzí, ktoré sa ťažko odstraňujú.
Proces nauhličovania ocele plynom sa uskutočňuje v špeciálnych kontinuálnych dopravníkových peciach. Alebo používajú unikátne stacionárne jednotky.
Najprv sa časť umiestni do pece, jej mufl. Inštalácia je uzavretá a pec sa zahreje na 950 stupňov. Potom sa dodáva vopred pripravený plyn.
Je takmer nemožné vykonať tento postup doma.
Zároveň má niekoľko výhod oproti metóde pevného spracovania:
- menej času sa vynakladá na prípravu surovín na cementáciu;
- priaznivejšie a bezpečnejšie pracovné podmienky pre pracovníkov;
- zrýchlenie procesu tvrdnutia znížením doby držania výrobkov.
Najdôležitejšou vecou pri nauhličovaní ocele je dobre organizovaný proces a kvalitné vybavenie a suroviny. Pevná metóda môže byť realizovaná doma, ak máte sporák, karburátor a kovové formy. Rovnako ako určité zručnosti a schopnosti spojené s týmto procesom kalenia ocele.
Chemicko-tepelné spracovanie ocele. Nauhličovanie ocele doma
Chemicko-tepelné spracovanie ocele | Spracovanie kovov – oceľ a neželezné kovy
Táto úprava kovu mení nielen jeho štruktúru, ale aj chemické zloženie jeho povrchu. Vďaka tomu môže mať dielec spojivové jadro, ktoré odolá nárazovému zaťaženiu a vysokú tvrdosť a odolnosť voči vonkajším vplyvom. Existuje viacero spôsobov chemicko-tepelného spracovania, no v malej dielni (najmä v domácich podmienkach) možno vykonať iba cementáciu.
Cementácia je nasýtenie povrchovej vrstvy ocele uhlíkom bez prístupu vzduchu, v prostredí (karburizátor), ktoré má významný obsah uhlíka. Časti z nízkouhlíkových ocelí bývajú cementované, ktoré sa po vytvrdnutí povrchovej vrstvy brúsia. Karburizátory na nauhličovanie povrchovej vrstvy ocele môžu mať rôzne zloženie, ale najjednoduchšie je toto, %:
Uhličitan sodný alebo uhličitan bárnatý (pre kritické časti)………10Uhličitan vápenatý…………………………………..3Drevené uhlie………………………………………..87
Karburátor je možné pripraviť z uhličitanu sodného (sóda 6-10%) a rezaného rohoviny alebo rašelinového koksu (90-94%). Malé alebo jednotlivé časti sú stmelené v paste, ktorá pozostáva z nasledujúcich zložiek,%:
Sadze……………………………………….28 Soda………………………3,5 Žltá krvná soľ………………………..1,5 Vretenový olej… … ………………………….67alebo holandské sadze………………………………………30Sóda……………………….10Vretenový olej………………………… … …40 Dextrín (lepidlo) …………………………………..20
Dobrá pasta na tmelenie sa dá pripraviť z umeleckej farby „Gas Saot“ (predáva sa v tubách), do ktorej sa po kúskoch pridáva sóda.Miesta na častiach, ktoré nepotrebujú tmelenie, sú chránené anticementačnými nátermi. Najjednoduchším náterom je ohňovzdorná hlina s prídavkom (10%) azbestového odpadu. Zmes zmiešame s vodou. Pohodlné použitie a tento náter, %: mastenec-50, kaolín - 25, voda - 25. Tento náter sa zriedi na požadovanú hustotu tekutým sklom alebo kancelárskym silikátovým lepidlom. Po zaschnutí náteru umiestnite diely do cementačných boxov. Cementujte to takto. V kovovej krabici s vekom sa na dno naleje vrstva 30-40 mm karburátora a na ňu sa umiestnia pripravené (potiahnuté) diely tak, aby bola vzdialenosť medzi nimi, ako aj medzi nimi a stenami krabice , je asi 10-15 mm. Diely posypte karburátorom navrchu vrstvou 30-40 mm, zatvorte veko, jeho okraje potiahnite žiaruvzdornou hlinkou a vysušte.Ak sa na cementovanie používa pasta, potom natriete diel vrstvou hrubšou ako 3-4 mm, vložte do škatule, zatvorte a tiež okraje veka potiahnite žiaruvzdornou hlinou . Po vysušení hliny sa box vloží do pece a udržiava sa (teploty 930-950 °C) 1,5-3 roky (s pevným nauhličovačom 7-8 rokov). V tomto prípade cementačná vrstva dosahuje 1 mm. Niekedy sa v cementačnej krabici urobia otvory a do nich sa vložia 1-2 kusy mäkkého oceľového drôtu s priemerom 3-4 mm (sonda). Trhliny sú dobre obalené ohňovzdornou hlinkou. Po určitom čase sa sonda vyberie, otvor sa prekryje hlinou a sonda sa prereže a určí sa hĺbka cementácie, t.j. uskutočniteľnosť ďalšieho zahrievania. Po nauhličení sú diely spolu s boxom ochladené, následne zahriate na teplotu 760-780 °C. a stvrdnuté. Zjednodušená cementácia. Drobné súčiastky z nízkouhlíkových ocelí sa cementujú pomocou nasledujúcich metód: žltá krvná soľ (kyanid železito-draselný). Pre nauhličovanie sa diel zohreje, posype soľou a opäť sa zahrieva, kým sa soľ neroztopí (850 °C), potom sa vyberie a vytvrdí. Zároveň je cementačná vrstva pomerne malá - asi 0,15 mm. Ak je potrebné ho zvýšiť, diel sa posype soľou a zahrieva sa na stanovenú teplotu 1 hodinu, potom sa ihneď vytvrdí liatinovými pilinami. Toto je stará kováčska metóda „posilňovania v vyhni“. Diel zohriaty na bielu farbu, bez vybratia z pece, sa očistí drôtenou kefou a posype liatinovými pilinami, z ktorých uhlík prechádza na povrch dielu. Čistenie a púdrovanie sa niekoľkokrát opakuje. Zahriaty výrobok je vhodné posypať dreveným uhlím súčasne s pilinami. Potom sa výrobok vytvrdzuje pomocou plameňa redukčného horáka. Ak sa do plynového horáka nedostane dostatok kyslíka, uhlík prítomný v acetyléne úplne nezhorí a môže sa stať súčasťou kovu v mieste zvárania, t.j. dochádza k lokálnej plytkej karbonizácii. Pri súčasnom použití oceľového drôtu ako prísady, ktorá sa používa v strojoch na zváranie kľukových čapov a iných hriadeľov, je možné zväčšiť hrúbku uhlíkovej vrstvy na 1-2 mm. Pozri tiež tepelné spracovanie ocele.
ometals.ru
Technológia nauhličovania ocele. Otužovanie doma video.
Dôležitým spôsobom zlepšenia úžitkových vlastností ocele je chemická tepelná úprava (CHT), ktorá zahŕňa vystavenie obrobku pôsobeniu činidla pri zvýšenej teplote. Oceľ sa v studenom stave vyznačuje nízkou chemickou aktivitou, dokonca k tvorbe hrdze dochádza pomerne pomaly. Na zvýšenie rýchlosti reakcie sa oceľ zahrieva na vysokú teplotu. Podľa van't Hoffovho pravidla zvýšenie teploty o 10° zdvojnásobuje rýchlosť chemickej reakcie. Vysoké teploty umožňujú spracovanie ocele v čase prijateľnom pre priemyselnú výrobu.
Výber spôsobu spracovania závisí od chemického zloženia ocele
Počas spracovania sa obrobok nachádza v prostredí chemicky aktívnej látky. Vytvára vrstvu na povrchu obrobku so špeciálnymi vlastnosťami, ktoré sa líšia od hlavnej časti. Vo väčšine prípadov môže chemická úprava zlepšiť mechanické vlastnosti materiálu, jeho pevnosť, tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
Najpopulárnejšie procesy chemického spracovania sú nauhličovanie, ktoré zahŕňa saturáciu uhlíkom, a nitridácia, ktorá zahŕňa spracovanie dusíkom. Vysoko účinná je aj nitrokarbonizácia, ktorá kombinuje nitridáciu a nauhličovanie. Spracovanie inými prvkami je zriedkavé. Výber spôsobu spracovania závisí od chemického zloženia ocele, obsahu uhlíka a legujúcich látok.
Chemické spracovanie je jednou z konečných operácií v technologickom cykle výroby oceľových dielov. Vykonáva sa po tvárniacich operáciách, tlakovom spracovaní a rezaní. V dôsledku CHT získa dielec zvýšenú pevnosť povrchovej vrstvy a spracovanie takéhoto dielu sa stáva oveľa náročnejším. CHT sa vykonáva tak, že pokrivenie povrchu je minimálne a nie je potrebné vyrovnávať povrch odrezaním vrchnej vrstvy. Po chemickom ošetrení sa vykonáva iba povrchové brúsenie.
Cementovanie výrobkov z ocele
Ocele podrobené nauhličovaniu možno rozdeliť do troch skupín podľa ich chemického zloženia:
Konštrukčné ocele, nelegované alebo nízkolegované: 15, 18, 20, 20 Х, 20 ХФ, 20 ХМ, 18 ХГ, 20 ХН. Tieto ocele sú lacné, ale nemožno ich kaliť konvenčnými metódami kvôli ich nedostatočnému obsahu uhlíka, takže nasýtenie povrchu je jednoduchý spôsob, ako zvýšiť ich pevnosť.
Ocele legované titánom 18KhGT, 25KhGT, 30KhGT, 20KhNT, 20KhGNTR. Tvoria obzvlášť silnú zlúčeninu – karbid titánu.
Vysokolegované konštrukčné ocele: 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА. Z nich sú vyrobené najodolnejšie a najkritickejšie časti.
Vývoj technológie nauhličovania závisí od skupiny, do ktorej oceľ patrí. Na získanie vysokej povrchovej tvrdosti od 58 HRC a viac sa spracovaný diel podrobí kaleniu, po ktorom nasleduje nízke popúšťanie. Jadro dielu teda zostáva „mäkké“ a viskózne, s tvrdosťou 35-40 HRC s vysokou povrchovou tvrdosťou. Vďaka tomu môže byť spracovaná časť použitá pod ohybovým zaťažením, ktoré je nebezpečné pre krehké výrobky.
Spôsoby vykonávania cementácie
Plynová cementácia je najobľúbenejšia. Vykonáva sa v šachtových peciach, to znamená v zariadeniach, kde sú spracovávané diely umiestnené pod úrovňou podlahy. Tento dizajn je spojený s niekoľkými procesnými vlastnosťami. V prvom rade to uľahčuje zaistenie vzduchotesnosti rúry. Druhým dôvodom je, že plyny ovplyvňujúce kov majú vyššiu hustotu ako vzduch. Nauhličovanie plynom sa používa v továrňach, ktoré hromadne vyrábajú kalené diely.
Teplota počas nauhličovania plynu je 920-950 °C. Dĺžka ošetrenia závisí od požadovanej hĺbky tmelenej vrstvy. Priemerná rýchlosť difúzie uhlíka je 0,15 – 0,18 mm/h. Zvyčajne je potrebná vytvrdená vrstva s hrúbkou 0,8 - 1,5 mm, to znamená, že trvanie procesu môže dosiahnuť 10 hodín. Obsah uhlíka v povrchovej vrstve po úprave dosahuje jedno percento. Proces nauhličovania a následného tepelného spracovania je možné vykonávať v troch rôznych režimoch v závislosti od stupňa zodpovednosti dielov. Nekritické diely sa spracovávajú v 2 tavách, diely so zvýšenými požiadavkami – v 3 a s obzvlášť vysokými požiadavkami – v 4 s použitím dvojitého kalenia.
V malosériovej výrobe je veľmi populárna cementačná metóda s použitím pevnej účinnej látky, ktorá zahŕňa drevené uhlie a koks, ako aj procesné katalyzátory. Na spracovanie sa diel umiestni do oceľovej nádoby. Niekoľko častí je umiestnených tak, aby sa nedotýkali navzájom ani nádoby.
Teplota tejto metódy je o niečo vyššia ako pri nauhličovaní plynom. Nevýhodou tohto spôsobu je, že je ťažké kontrolovať nasýtenie povrchu uhlíkom, čo môže viesť k nerovnomernej tvrdosti.
samara-metall.ru
V jednom z našich predchádzajúcich materiálov sme predstavili recenziu videa o výrobe noža z píly. Takýto nôž má hrúbku čepele 3 mm a ak ho zahrejete na požadovanú teplotu a prudko ochladíte kvôli vytvrdnutiu, s najväčšou pravdepodobnosťou sa čepeľ skrúti do vrtule alebo nôž jednoducho praskne. Preto ponúkame videorecenziu o kalení takéhoto noža v grafite. Podľa autora nápadu má kalenie v grafite tú výhodu, že je potrebný ohrev len na reznej hrane čepele. Budeme potrebovať: - zdroj jednosmerného prúdu; - trochu soli; - vodu; - práškový grafit; - malý kúsok handry; - kovový profil.
Grafit je možné získať zo štetcov používaných v stavebnom náradí, ako aj z AA batérií. Upozorňujeme tiež, že je vhodné použiť nesyntetickú handru. Pokiaľ ide o kovový profil, použije sa na výrobu tela a ak je to žiaduce, môže byť nahradený rohom. 
Vezmeme profil a pripojíme ho k kladnému kontaktu zdroja jednosmerného prúdu. 
Potom vezmite trochu soli a rozpustite ju vo vode. 
Po rozpustení soli vo vode namočte do nej handru. Je to potrebné, aby sa vytvorila akási poistka medzi kovmi, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu s nožom na kovovom obrobku, pretože v tomto prípade dôjde k priamemu oblúku, v dôsledku čoho sa kov noža zhorší. . 
Vyžmýkajte handru a vložte ju do kovového profilu. 
Nalejte grafit na handru. 
Čepeľ pripojíme k zápornému drôtu, po ktorom môžeme začať kaliť. Staňte sa autorom stránky, publikujte vlastné články, popisy domácich produktov a zaplaťte za text. Prečítajte si viac tu. usamodelkina.ru
Chemicko-tepelné spracovanie ocele
Vďaka tejto úprave sa mení nielen štruktúra kovu, ale aj chemické zloženie jeho vrchnej vrstvy a dielec môže mať viskózne jadro, ktoré odolá rázovému zaťaženiu, vysokej tvrdosti a opotrebovaniu. Z existujúcich spôsobov chemicko-tepelného spracovania ocele možno v malej dielni vykonávať iba nauhličovanie. Nauhličovanie je nauhličovanie povrchu ocele. Tento proces sa najčastejšie aplikuje na produkty vyrobené z nízkouhlíkových ocelí obsahujúcich najviac 0,2 % uhlíka a niektorých legovaných ocelí. Diely určené na cementáciu sa najskôr očistia. Povrchy, ktoré nepodliehajú nauhličovaniu, sú pokryté špeciálnymi ochrannými anticementovými nátermi.
Prvé zloženie najjednoduchšieho náteru: ohňovzdorná hlina s prídavkom 10% azbestového prášku, voda. Zmes sa zriedi na konzistenciu hustej kyslej smotany a aplikuje sa na požadované oblasti povrchu produktu. Po zaschnutí povlaku je možné vykonať ďalšiu cementáciu produktu.
2. zloženie použitého náteru: kaolín - 25%, mastenec - 50%: voda - 25%. Táto zmes sa zriedi tekutým sklom alebo silikátovým lepidlom.
Cementovanie sa vykonáva po úplnom vyschnutí náteru.
Látky, ktoré tvoria povlak, sa nazývajú karburátory. Sú pevné, kvapalné a plynné.
V malej domácej dielni je vhodnejšie vykonať cementáciu pomocou pasty. Ide o nauhličovanie v pevnom karburátore. Pasta obsahuje: sadze - 55%, sódu - 30%, šťavelan sodný - 15%, vodu na vytvorenie krémovej hmoty. Pasta sa aplikuje na požadované oblasti produktu a nechá sa zaschnúť. Potom sa výrobok umiestni do pece, udržiava sa pri teplote 900-920 °C počas 2-2,5 hodiny. Pri použití takejto pasty zabezpečuje cementácia hrúbku nauhličovanej vrstvy 0,7-0,8 mm.
Kvapalné nauhličovanie je možné aj v malej dielni, ak je tam vaňová pec, v ktorej sa nauhličujú nástroje a iné produkty. Zloženie kvapaliny zahŕňa: sóda - 75-85%, 10-15% chlorid sodný, 6-10% karbid kremíka. Kúpeľová pec sa naplní touto kompozíciou a výrobok alebo nástroj sa ponorí. Proces prebieha pri teplote 850-860 °C počas 1,5-2 hodín; hrúbka nauhličenej vrstvy dosahuje 0,3-0,4 mm.
Plynová cementácia sa vykonáva v zmesi horúcich plynov s obsahom metánu a oxidu uhoľnatého v špeciálnych komorách pri teplote 900-950°C a len za výrobných podmienok. Po nauhličení sú diely ochladené spolu s pecou, následne vytvrdené pri 760-780°C s konečným chladením v oleji.
Ohrev obrobku je zodpovedná operácia. Kvalita produktu a produktivita práce závisia od správnosti jeho implementácie. Musíte vedieť, že počas procesu zahrievania kov mení svoju štruktúru, vlastnosti a vlastnosti povrchovej vrstvy a v dôsledku interakcie kovu s atmosférickým vzduchom sa na povrchu vytvára vodný kameň, hrúbka vrstvy vodného kameňa závisí na teplote a trvaní ohrevu, chemickom zložení kovu. Ocele oxidujú najintenzívnejšie pri zahriatí nad 900 °C, pri zahriatí na 1000 °C sa oxidácia zvýši 2-krát a pri 1200 °C - 5-krát. Chrómniklové ocele sa nazývajú tepelne odolné, pretože prakticky neoxidujú. Legované ocele tvoria hustú, ale nie hrubú vrstvu okovín, ktorá chráni kov pred ďalšou oxidáciou a pri kovaní nepraská. Pri zahrievaní uhlíkové ocele strácajú uhlík z povrchovej vrstvy 2-4 mm.
To ohrozuje kov poklesom pevnosti a tvrdosti ocele a zhoršuje sa kalenie. Dekarbonizácia je škodlivá najmä pre malé výkovky, po ktorých nasleduje kalenie.
Prírezy z uhlíkovej ocele s prierezom do 100 mm sa dajú rýchlo zohriať, a preto sa vkladajú za studena, bez predohrevu, do pece s teplotou 1300°C. Aby sa predišlo prasklinám, vysokolegované a vysoko uhlíkové ocele sa musia zahrievať pomaly.
Pri prehriatí získava kov hrubozrnnú štruktúru a jeho ťažnosť klesá. Preto je potrebné odkázať na diagram železo-uhlík, ktorý definuje teploty pre začiatok a koniec kovania. Prehriatie obrobku je však možné v prípade potreby korigovať tepelným spracovaním, čo si však vyžaduje dodatočný čas a energiu. Zahriatie kovu na ešte vyššiu teplotu vedie k vyhoreniu, ktoré naruší väzby medzi zrnami a takýto kov sa pri kovaní úplne zničí. Prepálenie je nenapraviteľné manželstvo. Ak je obrobok kovaný zahrievaním na teplotu pod Tn, povedie to k tvorbe trhlín.
Pri teplote 20-30°C nad teplotou Tk dochádza v kove ku kryštalizácii a štruktúra zostáva jemnozrnná. V tejto fáze je potrebné dokončiť kovanie.
Pri kovaní výrobkov z nízkouhlíkových ocelí je potrebné menšie zahrievanie ako pri kovaní podobného výrobku z ocele s vysokým obsahom uhlíka alebo legovanej ocele.
Takže. Pri ohreve kovu je potrebné sledovať teplotu ohrevu, čas ohrevu a teplotu na konci ohrevu. S predlžujúcim sa časom ohrevu vrstva vodného kameňa rastie a pri intenzívnom, rýchlom ohreve sa môžu objaviť trhliny. Zo skúseností je známe, že na drevenom uhlí sa obrobok s priemerom 10-20 mm zahreje na kovaciu teplotu za 3-4 minúty a obrobky s priemerom 40-50 mm sa zahrievajú 15-25 minút, pričom sa sleduje farba teplo.
www.kefa.ru
| Kalenie má za cieľ dodať oceli špeciálnu tvrdosť, charakteristickú pre oceľ zahriatu nad 700 °C a rýchlo ochladenú. Počas kaliacich operácií má veľký význam správne zahrievanie kovu (bez vyhorenia) a rovnomerné rýchle ochladzovanie. Pri zahrievaní kovu je potrebné zabrániť nadmernej oxidácii povrchu. Vyhrievanú oceľ je najlepšie potiahnuť špeciálnym zložením, ktoré obsahuje uhlík. Tento uhlík prechádza do ocele (karburizácia) a dodáva jej zvláštnu tvrdosť. 1. Kúpele na otužovanie podľa Shena. Vodný kúpeľ, ktorý používa skúsená ruka, je najlacnejším prostriedkom na kalenie kovov. Len treba dbať na to, aby mal vodný kúpeľ dlhodobo rovnakú teplotu, najlepšie 27°. Pri teplejšej vode sa kov stáva krehkým, horúcou vodou nedostatočne tvrdým. Najvýhodnejšie je stanoviť správnu teplotu pre každý typ výrobku skúšobným experimentom a potom ju udržiavať počas prevádzky. 2. Špeciálna metóda kalenia ocele. Ako viete, oceľ môže získať špeciálnym kalením takú tvrdosť, že bude rezať sklo ako diamant. Nie každý však vie, že existuje jednoduchý spôsob, ako dodať oceli takejto tvrdosti. Šidlo, čepeľ noža alebo iný nástroj by sa mal zahriať do jasne červenej žiary a ihneď ponoriť do obyčajného pečatného vosku len na jednu sekundu. Operáciu ponorenia do pečatného vosku je potrebné zopakovať niekoľkokrát, pričom vždy vyberte nové miesto v pečatnom vosku na ponorenie, kým oceľ nevychladne a už nevnikne do pečatného vosku. Potom sa proces vytvrdzovania považuje za dokončený. Zostáva len vyčistiť prilepené čiastočky pečatného vosku. Pri použití takto kalenej oceľovej špičky alebo čepele je vhodné ju zakaždým navlhčiť terpentínom. 3. Kompozície na nauhličovanie vytvrditeľnej ocele. a) Dobré zloženie na nauhličovanie kalenej ocele môže byť nasledovné: vezmite 1 drvené sklo, 200 ks kuchynskej soli, 8 ks živočíšneho uhlia, 2 ks dreveného uhlia, 2,5 ks ražnej múky, 25 ks kolofónie a 1 200 ks žltej krvavej soli, rozdrvte všetky komponenty na prášok a premiešajte v alkohole, kým nevznikne husté cesto. Táto kompozícia sa používa na poťahovanie oceľových predmetov pred kalením. Je vhodný najmä pre nástroje, ako sú súbory atď. b) Namiesto vyššie uvedeného receptu môžete použiť nasledujúci. Vezmite 700 kolofónie, 300 draselno-železitého syneridu (žltá krvná soľ), 100 síranu meďnatého a 100 ľanového oleja. Tieto zložky, počnúc kolofóniou, sa varia v hrnci za stáleho miešania (podľa Bruckerta), kým nezostane zvyšok 1000 (takto sa odparí 200). Hmota sa naleje do škatúľ, kde stuhne. Aby sa nástroj vytvrdil, zahreje sa na čerešňovo-červené teplo a zapichne sa do hmoty, ktorá vplyvom zahriateho nástroja okamžite zmäkne. Dobrá oceľ sa znova zahreje a potom sa ponorí do studenej vody, čím sa oceľ stane veľmi elastickou. Oceľ horšej kvality je potrebné 2-3 krát za sebou vždy pred zahriatím ponoriť do tvrdnúcej hmoty. 4. Kalenie pilníkov. Pilníky sa posypú zmesou 5 rohovej múky, 5 práškového dreveného uhlia, 2 práškovej kuchynskej soli a 1 draselnej železnatej (žltá krvná soľ). |
www.sdelaysam.info
sovmasteru.ru
Karburátor: výroba, vlastnosti, použitie
V procese tavenia liatiny a ocele sa uhlík zavádza do taveniny alebo sa nanáša na povrch kovu v čase jeho nalievania. Na tento účel sa používajú špeciálne materiály obsahujúce uhlík, ktoré sa nazývajú karburátory (alebo karburátory). Karburátor dodáva zliatinám železa dodatočnú pevnosť a tvrdosť, znižuje ich viskozitu a ťažnosť a tiež zabraňuje oxidácii odliatkov počas chladenia.
Umelý drvený grafit rôznych značiek sa aktívne používa ako karburátory.
Výroba karburačného činidla
Technológia výroby je založená na hĺbkovom tepelnom spracovaní východiskového materiálu, v dôsledku čoho získava dokonalú (alebo takmer dokonalú) kryštálovú mriežku s usporiadanými atómami. Proces prebieha pri vysokých teplotách (2400-2600 °C) v priemyselných podmienkach bez prístupu vzduchu.
Suroviny na výrobu sú:
- Elektródový boj.
- Grafitové hobliny zostávajúce po spracovaní tvarovaných výrobkov.
- Ropný koks, smolný koks.
- Popolky grafitových elektród.
- Grafitový šrot.
- Antracit.
Nauhličovače sa vyznačujú obzvlášť nízkym obsahom dusíka, pretože pri hmotnostnom zlomku nad 0,009 % tvorí štrukturálne defekty – plynové póry alebo trhliny.
Vlastnosti podľa výberu
Hlavné ukazovatele, ktoré určujú uskutočniteľnosť použitia materiálu konkrétnej značky, sú tieto:
- hmotnostný podiel uhlíka: čistota chemického zloženia má priamy vplyv na stupeň nasýtenia taveniny. Materiály podrobené grafitizácii sa vyznačujú najnižším obsahom nečistôt: pri usporiadaní štruktúry atómových vrstiev klesá aj obsah popola;
- stupeň asimilácie uhlíka tekutým kovom: do značnej miery závisí od typu použitej taviacej jednotky, ale dôležitá je aj rýchlosť rozpúšťania karburačných činidiel, ich chemické a mineralogické zloženie a obsah prchavých látok. Drvený grafit sa rozpúšťa v taveninách rýchlo a rovnomerne aj pri relatívne nízkych teplotách;
- veľkosť frakcie: prašné a malé častice môžu byť unášané konvekčnými prúdmi vzduchu; okrem toho sú najviac náchylné na oxidáciu. Veľké frakcie sa pomaly rozpúšťajú. Na správny výpočet tohto parametra by sa malo vychádzať z objemu spracovávanej ocele (liatiny), ako aj z intenzity miešania;
- obsah popola: popol sa skladá z rôznych chemických prvkov, ktoré majú negatívny vplyv na absorpciu uhlíka tekutým kovom. Ako prvé reagujú minerálne nečistoty, čím sa oneskoruje proces nauhličovania. Percento popola do značnej miery závisí od zloženia suroviny, teploty jej spracovania a veľkosti častíc.
Materiály prírodného pôvodu majú vyšší obsah popola (v porovnaní s umelými).
Oblasť použitia
Karburizátory sú určené na výrobu ocele a liatiny určitého chemického zloženia so špecifikovanými vlastnosťami. Hlavné výhody použitia umelého drveného grafitu na ich výrobu:
- zníženie nákladov na konečné výrobky;
- optimalizácia procesu tavenia;
- hlboké, úplné a rovnomerné rozpustenie uhlíka v kove;
- jednoduchosť prepravy a skladovania;
- odolnosť proti oxidácii.
Okrem obohacovania ocele sa nauhličovacie činidlá široko používajú na penenie trosky, pri výrobe uhlíkovo-grafitových produktov a materiálov a tiež slúžia ako plnivá do grafitových plastov.
doncarb.com
Na spracovanie kovových konštrukcií sa nahromadilo veľa metód. Jedným z nich je cementovanie ocele; čo to je, ako to urobiť doma, možno pochopiť štúdiom základných technologických techník procesu.
Všeobecné informácie
V dávnych dobách sa sekery zo surového železa vkladali do zapečateného hlineného hrnca naplneného uhlím a na niekoľko dní sa vložili do pece. Vonkajšie vrstvy boli vplyvom tepla nasýtené uhlíkom. Nástroj dostal tvrdý povrch pri zachovaní mäkkého, plastového jadra. Podstata technológie bola zachovaná, technika bola vyvinutá, rozšírená a rozdelená do niekoľkých odvetví.
Spôsob nauhličovania je opísaný ako spôsob spracovania kovu pomocou vysokých teplôt v prostredí určitých chemikálií (chemicko-tepelné spracovanie); médium môže byť kvapalné, plynné alebo pevné. Chemické zložky pri zahrievaní uvoľňujú voľný uhlík. Povrch zahriateho kovu absorbuje atómy plynu, čím mení svoju štruktúru (difúzna saturácia nastáva do hĺbky 0,5 až 2 mm).
Cementovanie sa aplikuje na časti, ktoré sú vystavené oderu a počas prevádzky sú vystavené vibráciám a nárazom. Účelom takéhoto tepelného spracovania je zmeniť (posilniť) niektoré vlastnosti povrchovej vrstvy kovového výrobku:
- Vrstva je spevnená, zlepšujú sa jej vlastnosti ako tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu; zároveň si hlbšie vrstvy zachovávajú svoje pôvodné vlastnosti (viskozitu a elasticitu). Povrch dobre odoláva oderu, jadro je schopné odolávať dynamickému zaťaženiu.
- Po opracovaní predmet získa tvrdosť podobnú tej, ktorá sa získa klasickou metódou kalenia (oheň a mechanické namáhanie).
Rozlišujú sa tieto vlastnosti metódy:
- Pri organizácii procesu cementovania je dôležité dodržiavať časové a teplotné intervaly. Optimálna atómová hustota uhlíka sa objaví, keď sa teplota udržiava medzi 850 a 950 °C.
- K difúznej saturácii dochádza pri nízkej rýchlosti; toto je jeho zvláštnosť. Povrchová absorpcia atómov plynu prúdi rýchlosťou 0,1 mm/hod (hodnota sa môže mierne líšiť v závislosti od prostredia a teploty). Vzhľadom na to, že predpokladaná hrúbka vrstvy začína od 0,8 mm, je ľahké vypočítať, že súčiastka nadobudne úžitkové vlastnosti minimálne za 8 hodín.
- Zistilo sa, že metóda je účinná pre legované (nástrojové) a nízkouhlíkové ocele, kde je podiel uhlíka v zložení obmedzený na 0,2 až 0,25 % a sú schopné absorbovať ďalší počet atómov plynu. Povolené sú strojárske, konštrukčné a betonárske ocele triedy 20x, 40x. Uhlíkové ocele sa týmto spôsobom nespracúvajú.
- Technológia cementovania umožňuje použitie viacerých médií. Techniky kalenia boli vyvinuté v prítomnosti pevného a plynového karburátora (uhlíkatá látka schopná deliť uhlík). Povrchové nauhličovanie je možné vo fluidnom lôžku, v roztokoch elektrolytov a v pastách.
Najbežnejšie vo výrobných cykloch sú plynové a pevné nauhličovače.
Plynová cementácia
V strojárstve je rozšírená technológia nasýtenia hornej vrstvy oceľových výrobkov uhlíkom v atmosfére plynov obsahujúcich uhlík. Je známe, že takáto výroba je vhodná na hromadné spracovanie dielov, pretože:
- Úprava hustoty plynu je povolená; čím sa vytvorí uhlíková vrstva s požadovanými vlastnosťami.
- Kompletný cyklus tepelného spracovania (cementovanie, kalenie, pranie a popúšťanie) prebieha na jednom mieste – v šachtovej (cementačnej) peci.
- Proces je ekonomický, mechanizovaný a automatizovaný.
- Krabice s karburátorom nevyžadujú ohrev, čo znižuje čas nauhličovania.
- Rýchlosť nauhličovania dielov sa zvyšuje 2–3 krát (v porovnaní s inými metódami) a rovnomernosť vrstvy je vyššia.
- Teplota plynnej zmesi uhľovodíkov (metánu a oxidu uhoľnatého) sa nastaví na 900-950 °C.
- Po nauhličení je technologický reťazec ukončený popúšťaním (kalením).
V tuhých sacharidoch (tuhé)
Drevené uhlie sa používa ako médium donoru uhlíka; ako možnosť - rašelinový koks, uhoľný polokoks. Zmes je doplnená o aktivátory (uhličitan sodný, bárium alebo vápnik).
Pre kvalitnú saturáciu sa uhlie rozdrví na častice s veľkosťou 3-10 mm a potom sa preosieva, aby sa zbavilo prachu. Aktivátory sa tiež drvia a preosievajú, čím sa soli snažia dodať vzhľad jemného prášku.
Proces karburizácie ocele prebieha v niekoľkých fázach:
- Predmety očistené od emulzie a oleja sa naložia do oceľového boxu s karburátorom, ktorý by ich mal úplne zakryť. Nesmie sa im dovoliť dotýkať sa stien škatule a navzájom.
- Nádoba sa vloží do rúry. Jeho tesnosť zaisťuje zabrúsené veko, hlinené alebo pieskové tesnenie.
- Počnúc predohrevom sa teplota zvyšuje na technologických 900-950°C.
- Je možná zrýchlená verzia (pri 980°C), ktorá skráti čas nasýtenia 2-krát, ale spôsobí tvorbu karbidovej siete (vzniká v dôsledku príliš vysokého nasýtenia uhlíkom). Na jej odstránenie a opravu štruktúry sa vykonáva dodatočné viacstupňové spracovanie (normalizácia).
Cementovanie ocele doma sa vykonáva v pevnom médiu alebo pomocou grafitu. Obe možnosti sú dostupné a nevyžadujú si špeciálne znalosti. Usporiadanie miestnosti pre prvý spôsob je maximálne zjednodušené, pretože rúra nemusí byť vysoko vzduchotesná.
Táto podmienka je celkom dosiahnuteľná v domácej dielni. Napriek zjavným výhodám má metóda aj nevýhody: pracovná náročnosť a nízka produktivita.
Pred vypálením sa pripraví tuhá zmes (karburizátor). Pozostáva zo zmesi dreveného uhlia so soľami oxidu uhličitého bária, sodíka alebo vápnika. Soli sa najprv rozomelú na prášok a potom sa preosejú, aby sa zabezpečila homogenita. Podiel dreveného uhlia v zmesi je 70-90%, zvyšok tvorí soľ.
Zmes sa vytvorí jedným z dvoch spôsobov:
- Soľ a drevené uhlie sa dôkladne premiešajú. Ak zmes nie je dostatočne homogénna, rôzne časti povrchu dielu budú počas nauhličovania absorbovať rôzne množstvá plynu. V dôsledku toho sa na produkte tvoria škvrny, ktoré signalizujú nedostatočnú koncentráciu uhlíka; kvalita povrchu bude nerovnomerná.
- Uhlie je namočené v soli rozpustenej vo vode. Potom sa vysuší, čím sa získa zmes, ktorej obsah vlhkosti nepresahuje 7 %. Táto kompozícia je homogénnejšia a vhodnejšia na použitie doma.
Etapy cementácie v pevnom médiu:
- Produkt sa očistí od nečistôt a umiestni sa do kovovej krabice naplnenej pevným karburátorom (prášková zmes). Je potrebné zabezpečiť, aby medzi stenami a ním zostala medzera 2-2,5 cm Veľkosť krabice musí zodpovedať tvaru predmetu; tým sa skráti čas zahrievania a zlepší sa kvalita tmelenej vrstvy.
- Krabica je pokrytá nasadeným vekom, jej okraje sú pre tesnosť potiahnuté hlinou (proti úniku plynu).
- Nádoba sa vloží do predhriatej rúry. Cementácia začína pri teplote 850-920°C.
- Atómy uhlíka sú absorbované horúcou vrchnou vrstvou.
Tvrdé nauhličovanie ocele umožňuje opakované použitie karburátora. Na opätovné vyžíhanie použitého karburátora stačí pridať až 30% čerstvej zmesi.
Pre najkritickejšie časti stroja (hriadele, piestne čapy, ozubené kolesá, radličky, vretená) sa za dostatočnú považuje hĺbka cementovanej vrstvy 0,6 až 2 mm. Doba výdrže na získanie dostatočnej tvrdosti sa môže pohybovať od 6 do 20 hodín.
Výrobky po nauhličovaní v pevnom nauhličovači sú pevné, ale krehké. Aby sa zbavili nežiadúcej vlastnosti, diely sa podrobia tepelnému spracovaniu (kaleniu) so zahriatím na 840-850°C, po ktorom nasleduje popúšťanie (zahriatie na 780-800°C), ktoré uvoľní vnútorné pnutie.
Grafit
Cementovanie ocele doma sa môže vykonávať trochu iným spôsobom, bez zahrievania v peci.
Tvrdosť čepele (nôž, dláto) môžete skontrolovať pomocou pilníka, ktorý dokonale nabrúsi nekalený nástroj na požadovaný stupeň. Problém môžete vyriešiť a zvýšiť silu okraja sami pomocou jednoduchého vybavenia a stráviť na ňom trochu času.
Pre domáce použitie môžeme použiť metódu nauhličovania kovu pomocou grafitového prášku ako látky s dobrou elektrickou vodivosťou. Pri kalení v grafite dochádza k zahrievaniu iba pozdĺž reznej hrany.
Na usporiadanie pracoviska budete potrebovať:
- Grafitový prášok rozdrvený na prach (dáva menšie iskry).
- Napájanie (zmenšovací transformátor); Pre pohodlnú prácu s grafitovou elektródou stačí 6-12 V.
- Drôty majú dostatočnú veľkosť.
- Kovový podklad (paleta, roh alebo kus profilu).
- Predmet, na ktorom je najprv žiaduce odstrániť zárezy (jemným brúsnym papierom).
- Grafitový prášok sa nasype na kovovú tácku (možno ho získať odbrúsením grafitovej kefy z elektromotora alebo z batérie)
- Kladný kontakt je pripojený k substrátu a záporný vodič je pripojený k predmetu, ktorý vyžaduje kalenie.
- Napätie sa privádza do transformátora.
- Predmet (čepeľ) sa musí pohybovať po vrstve grafitu plynulými pohybmi; v tomto prípade sa okruh uzavrie a medzi čepeľou a práškom preskakujú drobné iskričky.
- Čepeľ sa počas procesu zahrieva; nesmie sa dotýkať podkladu. Pri kontakte s panvicou sa môže cez okraj prepáliť skrat (oblúk).
Obmedzenia metódy:
- Je ťažké dosiahnuť rovnomerné zahrievanie v prášku, a preto prijateľnú kvalitu pre produkt s výraznou veľkosťou. Nauhličovanie dielu grafitovým uhlíkom je vhodné na cementovanie reznej hrany záhradného náradia (lopaty) a nožov. Táto metóda sa neodporúča pre kritické časti.
- Teoreticky dochádza ku kvalitnej cementácii pri rýchlosti cca 0,1 mm/hod. Otáčky je možné zvýšiť zvýšením teploty, čo však spôsobuje aj výslednú krehkosť.
Týmto spôsobom môžete zabetónovať lopatu, kosu, vŕtačku, skrutkovač a nože kosačky na trávu.
Cementovanie sa vykonáva aj v menej bežných karburátoroch.
V paste
Metóda môže byť použitá doma. Pastu je potrebné naniesť na predmet a nechať zaschnúť. Potom sa predmet umiestni do pece a udržiava sa pri teplote 900-950 °C počas odhadovaného času. Touto metódou možno dosiahnuť hrúbku nauhličenej vrstvy 0,7-0,8 mm.
Pasta sa skladá z:
- sadze, 55 %;
- sóda (žltá soľ), 30%;
- oxalát sodný, 15 %.
Zložky sa miešajú vo vode, kým sa nevytvorí pasta.
V roztoku elektrolytu
Metóda je založená na anódovom efekte a je vhodná pre malé predmety.
- Objekt sa ponorí do pece-kúpele s roztokom predhriatym na prevádzkovú teplotu (od 450 do 1050°C, v priemere 850-860°C). Potrebné napätie je 150-300 V.
- Za 1,5-2 hodiny je kovový povrch nasýtený uhlíkom do hĺbky 0,3-0,4 mm.
Štandardné riešenie obsahuje:
- sóda 75-85%;
- chlorid sodný 10-15%;
- karbid kremíka 6-10%.
Video: nauhličovanie (kalenie).
Cementovanie vo fluidnom lôžku
Priemyselná metóda, ktorá prebieha v špeciálnej inštalácii (peci s fluidným lôžkom). Základom metódy je získanie pseudokvapalného stavu zrnitej látky (korundu) v zmesi horúcich plynov (exoplynov). Teplota je rozložená rovnomerne po celom objeme pece, čím sa znižuje deformácia predmetov a ich deformácia.
Spracovanie produktu nie je ukončené cementáciou; Odporúča sa tepelne upravovať (temperovať) alebo mlieť. Na dosiahnutie požadovanej úrovne pevnosti pri nauhličovaní a konsolidáciu jej tvrdosti je potrebné správne dodržiavať podmienky technologického procesu.
V jednom z predchádzajúcich materiálov sme predstavili prehľad výrobného videa. Takýto nôž má hrúbku čepele 3 mm a ak ho zahrejete na požadovanú teplotu a prudko ochladíte kvôli vytvrdnutiu, s najväčšou pravdepodobnosťou sa čepeľ skrúti do vrtule alebo nôž jednoducho praskne. Preto ponúkame videorecenziu o kalení takéhoto noža v grafite. Podľa autora nápadu má kalenie v grafite tú výhodu, že je potrebný ohrev len na reznej hrane čepele.
Budeme potrebovať:
- zdroj jednosmerného prúdu;
- trochu soli;
- voda;
- grafit vo forme prášku;
- malý kúsok handry;
- kovový profil.
Grafit je možné získať zo štetcov používaných v stavebnom náradí, ako aj z AA batérií. Upozorňujeme tiež, že je vhodné použiť nesyntetickú handru. Pokiaľ ide o kovový profil, použije sa na výrobu tela a ak je to žiaduce, môže byť nahradený rohom.
Vezmeme profil a pripojíme ho k kladnému kontaktu zdroja jednosmerného prúdu.
Potom vezmite trochu soli a rozpustite ju vo vode.
Po rozpustení soli vo vode namočte do nej handru. Je to potrebné, aby sa vytvorila akási poistka medzi kovmi, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu s nožom na kovovom obrobku, pretože v tomto prípade dôjde k priamemu oblúku, v dôsledku čoho sa kov noža zhorší. .
Vyžmýkajte handru a vložte ju do kovového profilu.
Nalejte grafit na handru.
Čepeľ pripojíme k zápornému drôtu, po ktorom môžeme začať kaliť.
Jednou z často používaných metód chemicko-tepelného spracovania kovov je nauhličovanie ocele, ktoré je možné vykonávať v rôznych prostrediach pri pomerne vysokých teplotách.
1 Proces nauhličovania ocele - všeobecné informácie
Chemicko-tepelným spracovaním ocele sa rozumie proces ohrevu produktov v kvapalnom, plynnom alebo pevnom prostredí za účelom zmeny ich chemického zloženia, čo sa dosiahne nasýtením povrchovej vrstvy spracovávaných predmetov uhlíkom. Táto zmena výrazne zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu a tvrdosť dielov. Navyše ich jadro zostáva viskózne.
Proces karburizácie prináša očakávané výsledky pri spracovaní nízkouhlíkových ocelí, ktoré majú obsah uhlíka menší ako 0,2 percenta. Povrchová vrstva produktu sa nasýti pri zahriatí na určitú teplotu (od 850 do 950 °C) v špeciálne zvolenom prostredí, ktoré môže ľahko uvoľňovať aktívne uhlie.
Za týchto podmienok sa modifikuje nielen chemické zloženie súčiastky, ale aj jej mikroštruktúra, ako aj fázové zloženie. Povrch produktu sa vytvrdzuje, v skutočnosti získava vlastnosti podobné tým, ktoré sa získajú potom. V tomto prípade je veľmi dôležité správne zvoliť dobu zdržania ocele a teplotu nauhličovania.
Cementovanie ocele je pomerne zdĺhavý proces. Rýchlosť nasýtenia povrchu a získania špeciálnych vlastností je spravidla približne 0,1 milimetra za 60 minút expozície. Väčšina dielov vyžaduje vytvrdenú vrstvu väčšiu ako 0,8 mm, čo znamená, že proces bude trvať najmenej 8 hodín. Teraz sa karburizácia vykonáva v nasledujúcich prostrediach (nazývajú sa karburátory):
- v plyne;
- v pastovitej forme;
- v pevnom stave;
- v roztokoch elektrolytov;
- vo fluidnom lôžku.
Najčastejšie sa nauhličovanie používa v plynových a pevných karburátoroch.
2 Cementovanie ocele v pevnom prostredí - doma av podniku
Pevný karburátor sa vyrába zo zmesi uhličitanu sodného, bária alebo vápnika s dreveným uhlím (breza alebo dub), ktoré sa rozdrví na malé frakcie (od 3 do 10 mm) a potom sa preosieva, aby sa odstránil prach. Soli je tiež potrebné rozdrviť na prášok a pretlačiť cez sito.
Samotná zmes sa pripravuje dvoma spôsobmi:
- suchá soľ a uhlie sa premiešajú čo najdôkladnejšie, aby sa vylúčila možnosť zafarbenia počas chemicko-tepelného spracovania ocele;
- drevené uhlie sa naleje so soľou, ktorá sa predtým rozpustí vo vode, potom sa výsledná kompozícia vysuší (obsah vlhkosti v hotovej zmesi by nemal byť väčší ako 7%).
Druhý spôsob sa považuje za mnohonásobne lepší ako prvý, pretože zaručuje rovnomernú zmes na nasýtenie povrchov uhlíkom. Drevené uhlie v hotovom karburátore je od 70 do 90 %, zvyšok tvorí uhličitan vápenatý a uhličitan bárnatý.
Tvrdá cementácia sa vykonáva v boxoch s karburátorom. Optimálne je, ak sú krabice vyrobené podľa tvaru výrobkov, ktoré sa majú spracovať, pretože v tomto prípade sa zlepšuje kvalita tmelenej vrstvy a skracuje sa čas potrebný na zahriatie „nádoby“. Aby sa zabránilo úniku plynu, krabice sú pokryté hlinou (ohňovzdorné) a pokryté tesne priliehajúcimi viečkami.
Všimnime si, že „nádoby“ špeciálneho tvaru (pre konkrétny typ výrobku) je ekonomicky možné vyrobiť a použiť len vtedy, keď je veľa dielov podrobených chemicko-tepelnému spracovaniu. Častejšie sa používajú krabice štandardného tvaru (štvorcové, okrúhle a obdĺžnikové) s rôznymi geometrickými parametrami, čo vám umožňuje vybrať ich v závislosti od počtu výrobkov a veľkosti rúry.
Materiál pre boxy je nízkouhlíková alebo (čo je lepšie) žiaruvzdorná oceľ. A samotný proces spracovania v pevnom karburátore sa vykonáva podľa nasledujúcej schémy:
- produkty, ktoré je potrebné nasýtiť uhlíkom, sa vkladajú striedavo s pripravenou zmesou do škatúľ;
- rúra sa zahreje na 900–950 °C a do nej sa vloží „nádoba“;
- boxy sa zahrievajú na teplotu 700 až 800 stupňov (takéto zahrievanie sa nazýva zahrievaním), dostatočnú úroveň ohrevu naznačuje jednotná farba dosky ohniska (bez tmavých miest pod boxom);
- zvýšte teplotu v rúre na 900–950 °C.
Pri tejto teplote aktívny uhlík (jeho atómy) difunduje do kryštalickej štruktúry kovu. Teoreticky je možné aj cementovanie domu, existuje veľa remeselníkov, ktorí tento proces vykonávajú svojpomocne. Účinnosť „domáceho“ nauhličovania je však nízka kvôli dĺžke spracovania a potrebe zabezpečiť vysokú procesnú teplotu.
3 Nauhličovanie plynu je najlepšou možnosťou pre hromadné spracovanie produktov
Teoretické základy takejto cementácie vypracovali S. Iljinský, N. Minkevič a V. Prosvirin a prvýkrát sa uskutočnili v závode Zlatoust pod vedením P. Anosova. Proces prebieha v prostredí plynov obsahujúcich uhlík (generátor, umelý, prírodný) v úplne uzavretých vykurovacích peciach. Najpopulárnejším umelým plynom je kompozícia, ktorá sa získava rozkladom ropných produktov. Vyrába sa nasledovne:
- Petrolej sa privádza do vyhrievanej oceľovej nádoby, prebieha pyrolýza (rozklad petroleja na zmes plynov);
- určitý objem pyrolýzneho plynu (asi 60 %) je krakovaný (jeho zloženie je upravené).
Na uskutočnenie procesu chemicko-tepelného nauhličovania sa používa kombinácia krakovaného plynu a čistého pyrolýzneho plynu. Potreba získať krakovaný plyn je spôsobená tým, že pri použití iba pyrolýznej kompozície je hĺbka cementácie ocele nedostatočná a navyše sa na dielcoch usadzuje veľa sadzí, ktoré nie je také ľahké odstrániť.
Proces nauhličovania plynom sa uskutočňuje v kontinuálnych dopravníkových peciach (v metodických) alebo v stacionárnych jednotkách. Výrobky, ktoré sa chcú posilniť, sa umiestnia do mufle pece, inštalácia sa uzavrie, zahreje na 950 stupňov a potom sa dodáva pripravený plyn. Výhody tohto postupu v porovnaní so spracovaním dielov v pevnom karburátore:
