ДИПЛОМ-Громова Н.И. (1203539), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Продолжительность цементации в твердом карбюризаторе приведена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Продолжительность цементации в твердом карбюризаторе при температуре 910-930 0С
Минимальный размер ящика, мм | Общая продолжительность процесса, ч, при глубине слоя, мм | |||
0,5-0,7 | 0,7-0,9 | 0,9-1,2 | 1,2-1,5 | |
250 | 6,5-7,5 | 7,5-8,5 | 8,5-10,5 | 11-14 |
Разборка ящиков после цементации осуществляют при температуре не выше 100 0С. Детали, которые остыли, должны иметь светло-серую поверхность. По образцам-свидетелям контролируют качество цементованных изделий. Эти образцы изготовлены из той же марки, они проходят такую же термическую обработку и цементацию. Глубину цементованного слоя измеряют по микрошлифам. Контроль качества деталей, цементованных в пастах, аналогичен контролю деталей, цементованных в твердом карбюризаторе. Основные причины брака, методы предупреждения и исправления приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Виды, причины брака при цементации, методы предупреждения и исправления
Брак | Метод определения | Основные причины образования | Методы предупреждения и исправления |
Стекловидные наплывы на поверхности | Осмотр | Наличие песка в карбюризаторе | Просеивание карбюризатора, имеющего песок. Дополнительное травление в серной или соляной кислоте. |
Разъедание поверхности изделия | Осмотр | Наличие в карбюризаторе сернокислых солей более 3 % | Применение карбюризатора, содержащего не более 3 % сернокислотных солей. Дополнительная механическая обработка |
Неодинаковая глубина цементации | Осмотр излома | Плохое перемещение карбюризатора, неравномерный прогрев ящика | Тщательное перемешивание карбюризатора, равномерный прогрев ящика. |
Окончание таблицы 2.3
Брак | Метод определения | Основные причины образования | Методы предупреждения и исправления |
Повторная цементация при защите зон поверхности с повышенным содержанием углерода | |||
Излишняя глубина цементации | Осмотр излома | Повышение температуры и время выдержки при цементации | Контроль режима |
2.2 Цементация в пасте
Цементация в пасте позволяет сократить продолжительность процесса. Исходные материалы взвешивают и просеивают, затем ссыпают в мешалку и тщательно перемешивают. Масло, мазут и керосин вводят непрерывно помешивая. Паста должна иметь сметанообразную консистенцию. Пасту наносят на поверхность детали ровным слоем, это обеспечивает равномерную глубину цементованного слоя.[2]
Перед покрытием пастой, детали тщательно очищают от грязи, коррозии, окалины. В другом случае паста плохо удерживается на поверхности. После покрытия пастой детали загружают в ящики. Края крышек тщательно промазывают огнеупорной глиной. Цементация проводится при температуре 910-950 0С. Содержание углерода в цементованном слое достигает 1,2 %. После цементации детали охлаждаются на воздухе, затем проводится закалка. В целях экономии времени и сокращении числа подогревов закалку деталей целесообразно проводить непосредственно после излечения их цементационнго ящика, температура которого на воздухе снижается до температуры закалки. Состав пасты приведен в таблице 2.4
Таблица 2.4 – Состав пасты, применяемый для цементации стали
Компонент | Содержание,% |
Газовая сажа | 2,8 |
Кальцинированная сода | 3,5 |
Железосинеродистый калий | 1,5 |
Веретенное масло (отработанное) | 67 |
2.3 Цементация в жидкой среде
Цементация в жидкой среде осуществляется в ваннах с расплавленными солями и применяется для обработки деталей небольших размеров. Состав ванн приведен в таблице 2.5
Таблица 2.5 – Состав ванн для цементации в жидкой среде
Состав | Компонент | Содержание,% |
1 | Кальцинированная соль | 83-84 |
Поваренная соль | 8-10 | |
Карбид кремния | 7-8 | |
2 | Кальцинированная соль | 78-81 |
Поваренная соль | 5-6 | |
Хлористый аммоний | 6-8 | |
Карбид кремния | 7-8 |
Детали предварительно очищенные и подогретые до температуры 300 0С загружают в соляную ванну в сетчатом ковше. Глубина цементации составляет 0,1-0,5 мм; рабочая температура процесса 850-870 0С.
2.4 Газовая цементация
Газовая цементация осуществляется в муфельных шахтных электропечах. В качестве жидких карбюризаторов применяют керосин, бензол, ситин, пиробензон. В качестве газообразных применяют газ нефтяных месторождений, природный, попутный газ, пропанобутановые смеси. В шахтные печи с вентиляторами жидкие карбюризаторы подают в виде капель или в пылевидном состоянии через форсунки, соединенные с двухплунжерными насосами.
Когда проводится частичная цементация, поверхности детали, не подлежащие обработке, следует изолировать от атмосферы печи с помощью защитных обмазок, составы которых приведены в таблице 2.6. Очищенные детали, уложенные в корзину, загружают в печь на расстоянии 10 мм друг от друга.
Таблица 2.6 – Составы защитных обмазок при газовой цементации
Состав | Компонент | Содержание, % | Примечание |
1 | Маршаллит | 85-90 | Разводят на жидком стекле |
Бура | 1,5-2,0 | ||
Тальк | 10-15 | ||
2а | Хромовокислый кальций | 12 | |
Кальцинированная сода | 7 | ||
Поташ | 4 |
Окончание таблицы 2.6
Состав | Компонент | Содержание,% | Примечание |
2а | Жидкое стекло | 77 | Составы 2а и 2б приготавливают отдельно и разводят в соотношении один к одному |
2б | Маршаллит | 80 | |
Каолин | 20 | ||
3 | Песок | 44 | Разводят на жидком стекле и наносят в два слоя |
Глина | 40 | ||
Бура | 13 | ||
Нитрит натрия | 3 | ||
4 | Талык | 70 | Разводят на жидком стекле |
Каолин | 30 | ||
5 | Асбестовый порошок | 35 | Хранят не более 2 часов с момента приготовления |
Жидкое стекло | 65 | ||
6 | Свинцовый сурик | 4 | Наносят два слоя. Обмазка пригодна при высокотемпературной цементации |
Окись алюминия | 8 | ||
Тальк | 16 | ||
Жидкое мыло | 72 |
Продолжительность периода нагрева составляет 1-4 часа. Охлаждение деталей после газовой цементации осуществляют в колодцах или на воздухе. А скорость охлаждения выбирают такой, чтобы обеспечивалось отсутствие трещин, карбидной сетки.[2]
2.5 Насыщение соединениями азота
Азотирование – это процесс насыщения поверхности стали азотом. Азотирование используют для получения высокой поверхностной твердости и износостойкости. Его проводят в шахтной электрической печи сопротивления с герметичным муфелем из жаростойкой стали, снабженным вентилятором и трубками для ввода и вывода газов.
Детали, поступающие на азотирование, предварительно механически обрабатывают, подвергают улучшению, очищают от грязи и коррозии. Перед загрузкой в муфель детали обезжиривают. Мелкие детали подвешивают в муфеле печи на мягкой стальной проволоке диаметром 0,5-1,0 мм, крупные устанавливают на металлическую подставку на дно муфеля. Необходимо, чтобы рабочие поверхности не соприкасались друг с другом.
Чтобы проверить герметичность муфеля, через него пропускают аммиак под давлением 3,5-5,0 кПа следующим образом: включают печь, нагревают ее до 100 0С, затем впускают аммиак. После выхода аммиака из печи и прохождения его через бутыль, заполненный водой, измеряют давление. Для измерения давления служит водяной манометр. Давление должно быть 2 - 4 кПа. Потенциометров регулируют давление, а степень диссоциации аммиака контролируют по диссоциометру. Продолжительность выдержки инструментов из быстрорежущей стали при азотировании в смеси аммиака приведена в таблице 2.7. Средняя скорость азотирования приведена в таблице 2.8.
Таблица 2.7 – Продолжительность выдержки инструментов из быстрорежущей стали при азотировании в смеси аммиака (20 – 40 %) и науглероживающего газа при 550 0С
Инструмент | Диаметр инструмента, мм | Выдержка, ч |
Сверла, развертки | до 15 | 1,0 – 1,5 |
15-25 | 1,5 – 2,0 | |
25-30 | 2,0 – 3,0 | |
Резьбовые фрезы: | ||
С шлифованным зубом | 25 – 50 | 1,0 – 1,5 |
С нешлифованным зубом | 25 - 50 | 1,5 – 2,0 |
Метчики | до 16 | 0,5 – 1,0 |
15 – 25 | 1,0 – 1,5 | |
25 - 50 | 1,5 – 2,0 | |
Фрезы фасонные, цилиндрические и торцевые | до 50 | 1,0 – 1,5 |
50 -75 | 1,5 – 2,0 | |
свыше 75 | 2,0 – 2,5 |
Таблица 2.8 – Средняя скорость азотирования
Глубина слоя, мм | Скорость азотирования (мм/ч) при температуре, 0С | ||
500 | 550 | 600 | |
До 0,2 | 0,020 | 0,040 | - |
0,2-0,4 | 0,015 | 0,030 | 0,06 |
0,4-0,6 | 0,010 | 0,020 | 0,03 |
0,6-0,8 | - | 0,015 | 0,02 |
Азотированные детали внешне осматривают, потом определяют величину коробления, определяют глубину слоя и его хрупкость, а также измеряют поверхностную твердость по методу Виккерса (нагрузка 100 или 300 Ньютонов).