Pred nekaj leti je bil ta postopek doma skoraj nemogoče izvesti. Danes je mogoče z uporabo grafita ali njihovih analogov. Glavna stvar je želja in nekaj znanja .
Splošne informacije o postopku
Prvi korak je razumevanje osnov toplotne obdelave jekla.
Naslednji dejavniki so povezani s posebnostmi cementiranja kovin:
- Zahvaljujoč postopku postanejo cementirana jekla močnejša, kar povečuje odpornost proti obrabi in trdnost materiala;
- Lastnosti spremembe kovin zaradi segrevanja izdelkov v tekočem, plinskem ali trdnem mediju, kar izboljša njegove lastnosti;
- Ogrevanje delov je možno na različnih temperaturah, ni omejenih konstantnih in natančnih priporočil. Doma, proces cementiranja poteka pri temperaturi 500 stopinj Celzija. V industrijskih pogojih s profesionalno opremo temperatura ogrevanja v peči doseže več kot 1300 stopinj Celzija. Vedeti morate, da je temperatura izbrana glede na koncentracijo nečistoč in ogljika.
- Strokovnjaki na domu priporočajo tipe nizkoogljičnih jekel (približno 0, 2%). Na primer, rezilo iz poceni kuhinjskega noža iz jekla ali majhnih delov.
- Ogljik precej počasi prodre v strukturo jekla. Zato se cementiranje rezila noža v domačem postopku dogaja s hitrostjo, ki ni večja od 0, 1 ml na uro. Da bi ista rezila zdržala močnejše obremenitve, je potrebno plast ojačati do 0, 8 ml na uro. Pomembno je tudi razumeti, da bo cementiranje noža ali majhne gredi v domači delavnici trajalo vsaj osem ur . V tem primeru je treba v peči ohraniti določeno temperaturo, da ne motimo temperaturnega režima.
- V procesu cementiranja se ne spreminja le lastnost kovine, ampak tudi njena fazna sestava in atomska mreža. Na splošno ima površina enake lastnosti kot pri gašenju, vendar je možno krmiliti v ozkem temperaturnem območju, da bi se izognili različnim materialnim napakam.
Malo težje je zaliti nerjavna jekla, hkrati pa kakovostno izboljšati lastnosti te vrste kovine.
V kakšnem okolju je možno cementiranje?
Postopek utrjevanja poteka v različnih okoljskih pogojih:
- v trdnem stanju;
- v plinastem;
- v raztopini elektrolitov;
- v obliki posebne paste;
- v fluidiziranem sloju.
V pogojih domače delavnice se jeklo najpogosteje cementira z grafitom . To zelo poenostavlja postopek, saj ni potrebno dodatno skrbeti za močno tesnost peči.
Pri industrijski proizvodnji se najpogosteje uporablja plin, saj ta metoda skrajša čas, potreben za gašenje.
Sorte kovin, ki jih je mogoče obdelati
Obstajajo tri glavne skupine kovin, ki se uporabljajo za utrjevanje:
- Jeklo z negorjenim jedrom. Ta skupina vključuje naslednje vrste jekla, primerne za cementiranje - 20, 15 in 10. Ti deli so majhni in se uporabljajo za domačo uporabo. Med gašenjem se avstenit pretvori v feritno-perlitno mešanico.
- Jeklo s slabo utrjenim jedrom. V to skupino spadajo kovine takih razredov, kot so 20X, 15X (kromova nizkolegirana jekla). V tem primeru se izvede dodatni postopek vezave z majhnimi odmerki vanadija. To zagotavlja proizvodnjo finih zrn, kar ima za posledico bolj viskozno in duktilno kovino.
- Jeklo z močno utrjenim jedrom. Ta vrsta kovine se uporablja za izdelavo delov s kompleksno konfiguracijo ali velik presek, ki lahko prenese različne udarne obremenitve, ki so izpostavljene izmeničnemu toku. Med procesom gašenja se vnese nikelj ali se uporabi mangan v primeru njegove pomanjkljivosti, medtem ko se majhne doze titana ali vanadija dodajo za zdrobitev zrna.
Na splošno je proces cementiranja jekla potreben za izboljšanje odpornosti proti obrabi in trdnosti delov.
Najpogosteje so gredi, osi, rezila rezil, nosilni deli in zobniki podvrženi karburizaciji.
Kako cementiranje jekla v trdnem okolju v podjetju in v domači delavnici?
Zmes za trdno cementiranje pripravimo iz barija, kalcija z ogljem in natrijevim karbonatom. Premog je bolje vzeti iz hrasta ali breze in ga razdeliti na majhne frakcije, ne več kot deset milimetrov. Da bi odstranili odvečni prah, priporočamo, da se premog preseje . Soli se tudi zmeljejo v prah in preidejo skozi sito.
Za pripravo mešanice obstajata dva načina:
- Premog iz lesa se prelije preko soli, ki je prej raztopljena v vodi. Nastala zmes se posuši, njena vsebnost vlage ne sme presegati 7%.
- Suhi premog in sol se temeljito premešata, da se prepreči možnost obarvanja tudi med kemično in toplotno obdelavo.
V tem primeru se prva tehnika šteje za bolj kakovostno. Ker zagotavlja, da bo mešanica prišla iz uniforme, in rezultat brez madežev in prog. Končna mešanica se imenuje tudi karburirator .
Proces trdnega cementiranja poteka v posebnih škatlah, kjer se zmes vlije v pravo količino. Idealno je, da škatle ustrezajo velikosti in obliki izdelka, ki se predeluje. Kot v tem primeru se zmanjša čas, porabljen za segrevanje embalaže, in izboljša kakovost cementnega sloja. Da bi se izognili puščanju plina, se vrzeli prekrijejo s posebno ognjevarno glino in pokrijejo s tesno prilegajočim pokrovom.
Opozoriti je treba, da je ekonomsko koristno izdelovati posode, ki so idealne za postopke transporterja. Če potrebujete enega ali dva dela za uravnavanje, je bolje izbrati posodo univerzalne oblike - kvadratno, okroglo ali pravokotno.
Škatle so izbrane iz nizkoogljičnega ali toplotno odpornega jekla.
Postopek cementacije v trdni zmesi je naslednji:
- deli, ki jih je treba strjevati, enakomerno nameščeni v škatle, napolnjene s trdnim karburatorjem;
- peč se segreje na 900 do 1000 stopinj in služi v njeni posodi z izdelki;
- segrevanje zabojev poteka pri temperaturi od 500 do 700 stopinj. To segrevanje se imenuje od konca do konca. Signal, da je peč segrela do želene temperature, je enakomerna barva spodnje plošče, pod škatlicami ni več temnih področij;
- Temperatura se dvigne na 900 ali 1000 stopinj Celzija.
V tem temperaturnem režimu pride do difuznih sprememb v strukturi delov na atomski ravni.
Doma je pečico težko segrevati na želeno temperaturo in vzdrževati celoten temperaturni režim od začetka do konca. V tem primeru je vse mogoče . Ne smemo pozabiti, da je učinkovitost domače cementacije veliko nižja od industrijske.
Cementirano jeklo s plinom
Jeklo je prvič cementirano s plinom na Zlatousovskem kombinatu pod budnim vodstvom P. Anosova. To učinkovito metodo so razvili V. Prosvirin, S. Ilinsky in N. Minkevich.
Bistvo postopka je precej preprosto - kovina je cementirana pod vplivom plina, ki vsebuje ogljik (naravni, umetni ali generator) v hermetično zaprti peči .
Najbolj dostopen in pogosto uporabljen plin je sestava, ki se pridobiva z razgradnjo naftnih derivatov.
Izdeluje se na naslednji način:
- kerozin se vlije v posebno posodo iz jekla, ki se segreje v proces pirolize - razgradnja kerozina v mešanico več plinov;
- približno 60% tega plina se spremeni in naredi primeren za cementiranje.
Za cementiranje se uporablja mešanica modificiranega plina in čistega piroliznega plina. Potreba po spremembi dela plina je posledica dejstva, da uporaba čistega piroliznega plina na jeklu povzroči nezadostno cementiranje, v nekaterih delih pa se lahko usede nekaj saj, ki ga je težko odstraniti.
Proces cementiranja jekla s pomočjo plina se izvaja na posebnih kontinuirnih transportnih pečeh. Ali pa uporabite edinstvene stacionarne enote.
Najprej postavite del v pečico, njegovo žarilno nitko. Namestitev je zaprta in peč se segreje na 950 stopinj. Nato se vnese predhodno pripravljen plin.
Za izvedbo tega postopka doma je skoraj nemogoče.
Hkrati ima več prednosti pred trdno metodo obdelave:
- manj časa za pripravo surovin za cementiranje;
- ugodnejše in varnejše delovne pogoje za delavce;
- pospeševanje procesa utrjevanja z zmanjšanjem časa izpostavljenosti izdelkov.
Najpomembnejša stvar pri cementiranju je dobro organiziran proces in kakovostna oprema ter surovine. Trdna metoda se lahko realizira doma v prisotnosti peči, karburatorja in kovinskih oblik. Kot tudi nekatere veščine, povezane s tem procesom kaljenja jekla.