Способи цементації металевих деталей та заготовок

Цементація, тобто навуглерожування, є одним з найефективніших методів металообробки, завдяки якому відбувається поліпшення таких властивостей робочих поверхонь деталей механізмів і машин, як твердість, не погіршуючи механічних властивостей внутрішніх шарів деталей, що оброблюються. Так як збільшення вмісту вуглецю обмежується поверхневим шаром, в результаті твердий шар утворюється лише на поверхні деталі. Керуючи параметрами процесу цементації, збільшуючи кількісний склад вуглецю до необхідної концентрації в поверхневому шарі, можна доводити твердість робочої поверхні до необхідних параметрів.

Залежно від способу навуглерожування поверхні металевих деталей розрізняють такі основні методи цементації:

• Тверда або пакетна цементація – одна з найпростіших і найдоступніших технологій, при якій металева заготовка нагрівається в печі разом із твердим вуглецевим матеріалом у вигляді вугільних брикетів. Незважаючи на досить великий тимчасовий цикл, метод пакетної цементації застосовується для нанесення покриттів на такі деталі, як великі шестірні, вали, лопатки турбін, ножі та інші складальні одиниці.
• Вакуумна цементація відбувається за рахунок дифузії вуглецю в печі низького тиску або вакуумної під впливом пропану, який розпадається на водень та вуглець. Вуглець при низькому тиску поглинається легко і при нижчих температурах, процес піддається легкому і точному управлінню, відрізняється чистотою поверхні, нижчими витратами виконання вакуумної цементації, ніж при проведенні цементації іншими методами. Цей спосіб застосовується для нанесення твердих покриттів на прецизійні інструменти, зубчасті колеса та деталі складної конфігурації.
• Рідка цементація (ціанування) проводиться у ваннах із розплавленою сіллю на основі вуглецю, в основному ціанідом натрію. Процес відбувається при температурі 850–950 °C і, хоча є найшвидшим з усіх процесів цементації, вимагає дотримання жорстких запобіжних заходів через високу токсичність реагентів.
• Газова цементація виконується шляхом подачі цементуючого газу, зазвичай метану або пропану, в присутності розрахункової кількості атмосферного повітря в піч, нагріту до температури близько 925 °C. Процес використовується для масового виробництва таких деталей, як колінчасті вали двигунів.

Фахівці Дослідного заводу спецелектрометалургії, у тісній кооперації зі структурними підрозділами головного підприємства, впроваджують передові та ефективні технологічні процеси у виробництво. На підприємстві накопичено величезний досвід проектування та виготовлення високотехнологічного обладнання для виконання металообробки деталей та заготовок із застосуванням вакуумного обладнання.