Az acél karburálása az acél felületi diffúziós telítését jelenti szénnel a keménység és a kopásállóság növelése érdekében.
A karburálást alacsony szén-dioxid-kibocsátású (általában 0,25% C-ig) és ötvözött acéloknak vetik alá, szilárd karburátor használata esetén az eljárást 900-950 °C hőmérsékleten, gázkarburátorral (gáznemű karburátor) hajtják végre - 850-900 °C.
A karburálás után a termékeket hőkezelésnek vetik alá, ami martenzit fázis képződéséhez vezet a termék felületi rétegében (martenzit kioltása), majd a belső feszültségek enyhítésére temperálás következik.
cementálási módszerek:
Ebben a folyamatban a telítő közeg a 3,5-10 mm átmérőjű szemcsés szén vagy a szénfélkoksz és a tőzegkoksz, amelyhez aktivátorokat adnak. Ez a folyamat legalább a 12. század óta ismert [1] .
Az eljárás technológiája a következő: Alkatrészek betöltése lezárt homoktömítésű acéldobozba. Az alkatrészeket úgy kell lefektetni, hogy minden oldalról karburátor fedve legyenek , ne érjenek egymáshoz és a doboz falához. Ezután a dobozt hermetikusan lezárják homoktömítéssel vagy tűzálló agyaggal borítják, és a kemencébe töltik.
Normál mód: 900-950 °C, 1 óra expozíció (a doboz felmelegítése után) 0,1 mm cementezett rétegvastagságonként. 1 mm-es réteg eléréséhez - 10 órás expozíció.
A "gyorsított" módban a cementálás 980 fokban történik. Az expozíció felére csökken, és 5 óra szükséges az 1 mm-es réteg kialakításához. Ugyanakkor cementit hálózat képződik, amelyet a fém ismételt normalizálásával el kell távolítani.
Ezt a folyamatot széntartalmú gázok környezetében hajtják végre. A gázkarburálásnak számos előnye van a szilárd karburátorban történő karburáláshoz képest, ezért széles körben használják az alkatrészeket tömeges tételekben gyártó vállalkozásokban.
Gázkarburizálás esetén a rétegben adott szénkoncentráció érhető el; a folyamat időtartama csökken, mivel nincs szükség az alacsony hővezető karburátorral töltött dobozok felmelegítésére; biztosított a folyamatok teljes gépesítésének és automatizálásának lehetősége, és az alkatrészek későbbi hőkezelése jelentősen leegyszerűsödik, mivel az edzés közvetlenül a karburáló kemencéből végezhető.
A fluidágyas cementálási folyamat endogáz atmoszférában, metán hozzáadásával megy végbe. A fluidágy egy heterogén rendszer, amelyben a kisméretű (0,05-0,20 mm-es) részecskék (általában korund) rétegein áthaladó gázáram következtében azok intenzív keveredése jön létre, amely külsőleg forrásban lévő folyadékra emlékeztet. A korund részecskék a kemence gázelosztó rostélyán helyezkednek el. A felszálló gázáram bizonyos sebessége mellett (a kritikus sebesség felett) a részecskék mozgékonyak lesznek, és a réteg valamilyen folyadék (fluidizált ágy) tulajdonságot kap. Ebben az állapotban a részecskék közötti kohézió megszakad, mozgékonyakká válnak, és nem a rácsra, hanem a gázáramra támaszkodnak. A fluidágyas karburálási eljárás előnyei: a folyamat időtartamának csökkenése a nagy melegítési sebesség és a magas szén-tömeg-átadási tényező miatt; a légkör szén-potenciáljának szabályozása a kemence munkaterületén; a munkadarabok deformációjának és vetemedésének csökkentése az egyenletes hőmérsékleteloszlás miatt a kemence térfogatában. A fluidágyas karburálási eljárás kis tételes és egyedi gyártóüzemekben is alkalmazható.
Az anódhatás alkalmazása a kezelt felület szénnel történő diffúziós telítésére többkomponensű elektrolit oldatokban a kisméretű termékek nagy sebességű elektrokémiai-termikus kezelésének ( anódos elektrolit melegítésének ) egyik fajtája . Az anódrészt , amikor állandó feszültséget alkalmazunk 150-300 V tartományban, 450-1050 ° C hőmérsékletre melegítjük. Az ilyen hőmérsékletek elérését az anódot az elektrolittól elválasztó , folyamatos és stabil gőz-gáz héj biztosítja. A cementálás érdekében az elektromosan vezető komponensen kívül széntartalmú donor anyagokat ( glicerint , acetont , etilénglikolt , szacharózt stb.) vezetnek be az elektrolitba.
Karburálás széntartalmú anyagok felvitelével a karburált fémfelületre szuszpenzió, bevonat vagy iszap formájában, szárítás, majd a termék melegítése nagyfrekvenciás árammal vagy ipari frekvenciájú árammal. A pasztaréteg vastagságának 6-8-szor nagyobbnak kell lennie, mint a cementált réteg szükséges vastagsága. A karburálási hőmérséklet 910-1050 °C között van beállítva.
| Fémek hőkezelése | ||
|---|---|---|
| Általános fogalmak fémtudomány Kristály cella fázisdiagram Vas-szén ötvözetek állapotdiagramja | ||
| Alapfolyamatok | ||
| Kapcsolódó folyamatok | ||
| Fémek céltulajdonságai | ||