Karburering af stål er overfladediffusionsmætning af stål med kulstof for at øge hårdheden og slidstyrken.
Karburering udsættes for lav-kulstof (normalt op til 0,25% C) og legeret stål , processen i tilfælde af brug af en fast karburator udføres ved temperaturer på 900-950 ° C, med gas karburering (gasformig karburator) - kl. 850-900 °C.
Efter karburering udsættes produkterne for varmebehandling, hvilket fører til dannelsen af en martensitfase i produktets overfladelag (quenching for martensit), efterfulgt af temperering for at afhjælpe indre spændinger.
cementeringsmetoder:
Mætningsmediet er i denne proces trækul i korn med en diameter på 3,5-10 mm eller kul semi-koks og tørvekoks, hvortil der tilsættes aktivatorer. Denne proces har været kendt siden mindst det 12. århundrede [1] .
Teknologien i processen er som følger: Indlæsning af dele i en stålkasse med en forseglet sandforsegling. Delene er lagt på en sådan måde, at de er dækket af en karburator på alle sider, rører ikke hinanden og boksens vægge. Derefter lukkes kassen hermetisk med en sandforsegling eller dækkes med ildfast ler og fyldes i ovnen.
Standardtilstand: 900-950 °C, 1 times eksponering (efter opvarmning af kassen) pr. 0,1 mm cementeret lagtykkelse. For at opnå et 1 mm lag - en eksponering på 10 timer.
I "accelereret" tilstand udføres cementering ved 980 grader. Eksponeringen halveres, og der skal 5 timer til for at opnå et lag på 1 mm. Men samtidig dannes et cementitnetværk, som skal fjernes ved gentagen normalisering af metallet.
Denne proces udføres i et miljø af gasser, der indeholder kulstof. Gasopkulning har en række fordele sammenlignet med karburering i en solid karburator, så det er meget udbredt i virksomheder, der fremstiller dele i massepartier.
I tilfælde af gaskarburering kan en given koncentration af kulstof i laget opnås; processens varighed reduceres, da der ikke er behov for at opvarme kasser fyldt med en lavvarmeledende karburator; muligheden for fuldstændig mekanisering og automatisering af processer er tilvejebragt, og den efterfølgende varmebehandling af dele er meget forenklet, da hærdning kan udføres direkte fra karbureringsovnen.
Cementeringsprocessen i et fluidiseret leje foregår i en endogasatmosfære med tilsætning af metan. Det fluidiserede leje er et heterogent system, hvori på grund af gasstrømmen, der passerer gennem lagene af små (0,05-0,20 mm) partikler (normalt korund), skabes deres intensive blanding, som udadtil ligner en kogende væske. Partikler af korund er placeret på ovnens gasfordelingsrist. Ved en vis passagehastighed af den stigende gasstrøm (over den kritiske hastighed) bliver partiklerne mobile, og laget får nogle egenskaber af en væske (fluid bed). I denne tilstand er samhørigheden mellem partiklerne brudt, de bliver mobile og er ikke afhængige af gitteret, men på gasstrømmen. Fordelene ved karbureringsprocessen i et fluidiseret leje er: reduktion i processens varighed på grund af den høje opvarmningshastighed og høje kulstofmasseoverførselskoefficient; evnen til at kontrollere atmosfærens kulstofpotentiale i ovnens arbejdsområde; reduktion af deformation og vridning af emner på grund af ensartet temperaturfordeling i hele ovnvolumenet. Den fluidiserede leje-karbureringsprocessen kan bruges i små batch- og enkeltproduktionsanlæg.
Anvendelsen af anodeeffekten til diffusionsmætning af den behandlede overflade med kulstof i multikomponent elektrolytopløsninger er en af typerne af højhastigheds elektrokemisk-termisk behandling ( anodisk elektrolytopvarmning ) af små produkter. Anodedelen , når en konstant spænding påføres i området fra 150 til 300 V, opvarmes til temperaturer på 450-1050 ° C. Opnåelsen af sådanne temperaturer sikres af en kontinuerlig og stabil damp-gasskal, der adskiller anoden fra elektrolytten. For at sikre cementering indføres udover den elektrisk ledende komponent kulstofholdige donorstoffer ( glycerol , acetone , ethylenglycol , saccharose og andre) i elektrolytten.
Karburering med påføring af kulstofholdige materialer på den karburerede metaloverflade i form af en suspension, belægning eller opslæmning, tørring og efterfølgende opvarmning af produktet med højfrekvent strøm eller industriel frekvensstrøm. Tykkelsen af pastalaget skal være 6-8 gange større end den nødvendige tykkelse af det cementerede lag. Karbureringstemperaturen er indstillet til 910–1050 °C.
| Varmebehandling af metaller | ||
|---|---|---|
| Generelle begreber metalvidenskab Krystalcelle fasediagram Tilstandsdiagram af jern-carbon-legeringer | ||
| Kerneprocesser | ||
| Relaterede processer | ||
| Målegenskaber for metaller | ||