41.Технологічні параметри процесу цементації.

Цементація – це процес витіснення із розчину іонів одних металів іншими, більш електронегативними, металами. Внаслідок цього метал, який витісняє (його називають метал-цементатор), переходить в іонний стан, а іони металу, які витісняються (цементуються), – в металічний. Процес цементації ґрунтується на реакції

Технологічні параметри процесу цементації відбувається за електрохімічним механізмом. Цей процес ще називають внутрішнім електролізом, контактним витісненням металів, або контактним обміном. Контактне витіснення відбувається внаслідок одночасного перебігу двох процесів:

– катодного осадження металу, який цементується,

;

– анодного розчинення металу-цементатора

.

42. Газова цементація.

Газова цементація простіше цементації твердим карбюризатором і полягає в тому, що Цементовані деталі нагрівають і витримують при температурі 900-1000 ° С в печі, куди протягом всього процесу подається цементуючий газ (саратовський, світильний, нафтової, аерофільтраціі та ін.)

Основною реакцією газової цементації, що забезпечує процес науглероживания, є дисоціація метану: СН4 -> <-2Н2 + Сат; Cат -> Feγ = FeγC (аустеніт).

Витрата газу для цементації залежить від складу і конструкції печі. У середньому при глибині цементації 1,0-1,2 мм витрата світильного газу становить 80 л на 1 кг деталей, а природного газу - 30 л на 1 кг деталей.

Тривалість процесу газової цементації в порівнянні з процесом цементації твердим карбюризатором менше в 2 - 2,5 рази.

Для газової цементації застосовують спеціальні установки, що складаються з печі і обладнання для подачі в піч цементуючого газу. Найчастіше застосовуються ретортной печі з вентилятором, а також печі безперервної дії з горизонтальними муфелі. В даний час впроваджуються у виробництво безмуфельні печі безперервної дії, що нагріваються випромінюючими трубками.

43. Термічна обробка після цементації.

Термі́чна обробка — це вид термічної обробки, що полягає в поєднанні термічного та хімічного впливу з метою зміни складу, структури і властивостей поверхневого шару металу.

Мета термічної обробки — надати поверхневому шару металевої деталі підвищеної твердості, зносостійкості, жаростійкості, корозійної стійкості та ін. Для цього нагріті деталі поміщають у середовище, з якого в процесі дифузії у поверхневий шар переходять деякі елементи (вуглець, азот, алюміній, хром, кремній, бор та ін.).

Найпоширенішими видами термічної обробки сталі є: цементація, азотування, ціанування, дифузійна металізація.

Азотування — це технологічний процес насичення поверхневого шару виробу азотом, щоб надати поверхневому шару виробу високої твердості, підвищити зносостійкість та опір агресивним середовищам. Азотують переважно леговану сталь, що містить алюміній, титан, ванадій, вольфрам, молібден або хром. Ці елементи, при взаємодії з азотом, утворюють тверді, стійкі до агресивних середовищ нітриди (TіN і т.д.).

Ціанування (карбонітрація) — насичення поверхневого шару виробів одночасно азотом (у більшій мірі) і вуглецем (у меншій мірі). Воно буває рідинне і газове, низькотемпературне (773...973 К), високотемпературне (1073...1123 К). Ціанування в основному застосовують для обробки інструментів із швидкорізальної сталі, підвищується твердість і корозійна стійкість.

Нітроцементація — насичення атомами переважно вуглецю і у меншій мірі азоту. Використовують для підвищення зносостійкості.

Дифузійна металізація — насичення поверхневого шару виробу різними металами. Процес відбувається в розплавах металів, якщо метал має невисоку температуру плавлення (цинк, алюміній), або в газовому середовищі хлоридів металів (CrCl3, AlCl3, SiCl4 і т.д.). Між хлоридом та залізом протікає реакція обміну, в результаті, якої утворюється активний атомарний елемент, який дифундує в поверхневий шар. Дифузійна металізація проводиться для підвищення твердості, корозійної стійкості, жаростійкості, блиску і естетичного вигляду. Найпоширеніші види дифузійної металізації:

алітування (насичення алюмінієм), використовується для деталей, що працюють при високих температурах;

хромування (насичення хромом), супроводжується утворенням дифузійного шару з твердого розчину хрому в α-залізі та включень карбідів хрому з твердістю 1200...1300 НV та глибиною 0,15...0,2мм. Використовують для деталей, що працюють на зношування в агресивних середовищах;

борування (насичення бором), який забезпечує високу твердість (1800...2000 НV), зносостійкість та стійкість проти корозії в різних середовищах;

силіціювання (насичення кремнієм), що сприяє високій корозійній стійкості в морській воді, а також деяких кислотах.