Продовження табл, VI11.12
10. Охолодження після цементації на повітрі або в ящику; потім поверхнева гарт з нагріву струмами високої частоти
11. Газова цементація при 1050 ° С з нагріванням струмами високої частоти, подстуживания до 820- 850 ° С і загартування
12. Після високого відпустки нагріту деталь відразу ж переносять в піч для подальшого нагрівання під загартування; загартування виробляють в гарячому середовищі
Подрібнюється зерно цементованного шару і перехідної зони, нагрітих струмами високої частоти вище критичних точок
Цементуемие деталі виготовляють з спадково дрібнозернистих сталей, тому їх властивості під впливом високої температури цементації не знижуються
Досягається мінімальне викривлення за рахунок застосування ступінчастою загартування та суміщення нагревов
Застосовується після цементації в твердому карбюризаторі і газової цементації
Застосовується для термічної обробки зубчастих коліс з сталей 18ХГТ і ЗОХГТ
Застосовується після цементації в твердому карбюризаторі і газової цементації низьколегованих сталей. Досягається скорочення циклу обробки
при першій-ліпшій нагоді обробки заключною операцією є низький відпустку при 160 200 * С протягом 1-2 год для зменшення напруги і деякого підвищення в'язкості стали. Поверхнева твердість цементованной стали після гарту і низького відпустки повинна бути не менше HRC60.
* Для зменшення викривлення складних і схильних до викривлення деталей (наприклад, зубчастих коліс) загартування часто проводять в штампах. Таку загартування застосовують і при інших варіантах обробки цементованних деталей.
♦ 3 Обробку деталей холодом слід виконувати безпосередньо після гарту, так як попередній низький відпустку або Вилежування при кімнатній температурі стабілізують аустеніт. Обробка холодом може бути-включена і в інші варіанти обробки (наприклад, пп. 3, 5, 6, 7).
Високий відпустку сталей 18Х2Н4ВА і 12Х2Н4МА за вказаною режиму не завжди забезпечує необхідну зниження їх твердості навіть при великій тривалості цієї операції (24- 30 год). Для того щоб скоротити її, слід усунути пересичення цементованного шару вуглецем (застосовуючи малоактивний карбюризатор) і проводити дворазовий високий відпустку при 650 ** З тривалістю 8 год кожен з подальшим повільним охолодженням
2. Охолодження після цементації на повітрі і нагрів під загартування до температур 850-900 ° С. При цьому забезпечується повна перекристалізація як серцевини, так і науглероженного поверхневого шару, так як нагрів виробляють вище критичних точок АСЗ для даних марок сталі. У зв'язку з цим розчиняється цементітная сітка по межах зерен і утворюється в результаті гарту структура значно більше мелкозерниста і однорідна, ніж при загартуванню з цементаційна нагріву. Відповідно вище і механічні властивості.
Цементація деталей металургійного устаткування
Наведемо ряд прикладів, і; люстрірующіх ефективність застосування цементації деталей машин.
На одному з металургійних заводів чистові проводки ковзання для станів 260 і 330 виготовляють зі сталі 20Х. Для цементації їх завантажують в металевий короб, заповнений карбюризатором (90% деревного вугілля і 10% кальцинованої соди). Потім короб герметично закривають кришкою, обмазують вогнетривкою глиною і поміщають в піч. Нагрівання до температури, при якій відбувається цементація (920-940 ° С), триває 4 ч. У результаті тривалої витримки при цій температурі вуглець дифундує в поверхневий шар вироби, утворюючи шар евтектоід-ного складу певної глибини (в за-
залежності від тривалості витримки). Для проводок стану 260 витримка при температурі цементації становить 12-14 год, що забезпечує глибину проникнення вуглецю в поверхню деталі 1,2-1,5 мм; для проводок стану 330 тривалість витримки становить 15-18 год. Цей час забезпечує глибину цементації 1,5 1,8 мм. Після цементації короба з проводками охолоджують на повітрі. Для виправлення зерна серцевини цементованного проводки нагрівають в печі до 880-900 ° С, витримують при цій температурі протягом 1 год і охолоджують на повітрі. Потім проводять загартування у воді з температури 760 780 ° С. Твердість робочої канавки після гарту повинна становити не менше HRC60- 62. Напруження, що виникли в проводках при загартуванню, знімають відпусткою при температурі 160-180 ° С. Твердість робочої канавки після відпустки повинна бути не нижче HRC60.
Заключною операцією є хромування в ванні, що містить розчин наступного складу: хромовий ангідрид 240 г на 1 дм дистильованої води; сірчана кислота 2 г на 1 дм дистильованої води. Температура ванни 50 ° С, напруга 8-10 В, щільність струму 50А / дм2. В результаті витримки проводок у ванні протягом 30 хв йолучается хромове покриття товщиною 0,03-0,05 мм. Після хромування робочу канавку полірують на фетрових колі. Така технологія виготовлення проводок забезпечує їх стійкість, що досягає 10 змін і більш.
Тривалим терміном служби відрізняються цементованного циліндричні і конічні шестерні. Найчастіше їх виготовляють з легованих цементуемих сталей 20Х, 12ХНЗА, 20ХНЗА, 18ХГТ і ін. Вуглецеві цементуемие стали застосовують рідше, так як матеріал їх серцевини, розташованої безпосередньо під твердим цементованного шаром, погано чинить опір дотичним напруженням при зрізі і напруженням вигину, внаслідок чого у час роботи часто відбуваються продавлювання і розтріскування цементованного шару. Серцевина зубів шестерень з легованих цементуемих сталей має більшу міцність, тому леговані стали слід застосовувати для виготовлення шестерень більш відповідальних зубчастих передач.
На металургійних підприємствах (ММК, КМК, HTiMK, ім. Дзержинського, ім. Кірова, Череповецком і ін.) Успішно проводять цементацію дрібно- та крупномодульних шестерень, пальців, втулок і роликів шлепперів, пальців, ланок і втулок пластинчастих ланцюгів і т. Д . як приклад в табл. VIIJ.13 наведені дані по технології цементації ряду деталей металургійного устаткування.
При цементації значно підвищується термін служби деталей. Шестеренні вали електродвигунів і зубчасті ободи (вінці) роликів з індивідуальним приводом рольганга стану 500, які раніше виготовляли з, стали 35, щомісяця виходили з ладу. Застосування для їх виготовлення хромонікельмолібденових стали з цемента-
єю цих деталей дозволило підвищити термін служби до 6 міс.
Шестерні редукторів бурильних Иашіі, виготовлені зі сталі 45, мали недостатній термін служби головним чином через поломки зубів. Із застосуванням Цементації шестерень, виготовлених зі сталі 20ХНЗА, поломки припинилися. Шестерні коробок передач приводу дискового гуркоту, виготовлені зі сталі 35, працювали 3 6 міс; застосування стали 20ХНЗА з цементацією дозволило збільшити термін їх служби до 3-5 років. Конічні шестерні (т = = 6 мм, 2 = 42 і г = 46) диференціального редуктора приводу летючих ножиць цеху холодної прокатки виготовляли зі сталі 20Х. Поломки зубів відбувалися через 15-20 діб. Після застосування стали 18Х2Н4МА з цементацією поломки зубів припинилися; термін служби шестерень збільшився до 8 міс.
У ремонтному господарстві різних заводів доцільно застосування цементації киснево-ацетиленовим полум'ям. При цьому наголошується висока продуктивність: за 30 хв цементації при 1100 ° С дифузний шар сягає 0,8-1 мм, в той час як при звичайній цементації цей шар виходить за 8-10 ч. Спостережуваний при цьому методі інтенсивне зростання зерна аустеніту можна легко усунути подальшою нормалізацією або застосуванням спадково дрібнозернистих сталей.
Будова азотированного шару
При азотуванні стали утворюються такі фази: а-фаза-твердий розчин азоту в а-залозі; у-фаза - твердий розчин на основі нітриду заліза Fe4N (5,7- 6,1% N); 8-фаза - твердий розчин на основі нітриду заліза FegN (8-11,2% N). При температурі вище 59 Г З існує у-фа-за, яка представляє собою твердий розчин азоту в -заліза. При температурі 591 ** З Y-фзза зазнає евтектоїдний розпад. Азотистий евтектоід містить 2,35% N і складається з а- і у-фаз.
Азотування проводять в атмосфері аміаку, який при нагріванні дисоціює за схемою 2NH3
> -2N-Ь 6Н. ступінь діссоціа-
Режими термічної обробки деяких деталей металургійних машин, виготовлених з цементуемих сталей