Преди няколко години тази процедура у дома беше почти невъзможна за изпълнение. Днес е възможно използването на средата от графит или техните аналози. Основното е желанието и известното знание .
Обща информация за процеса
Първата стъпка е да се разберат основите на топлинната обработка на стоманата.
Следните фактори са свързани със специфичните особености на металното циментиране:
- Благодарение на процедурата, циментираните стомани стават по-здрави, което увеличава износоустойчивостта и здравината на материала;
- Свойства на действието на металната смяна вследствие нагряването на продуктите в течна, газова или твърда среда, което подобрява нейните характеристики;
- Отоплението на части е възможно при различни температури, няма ограничени постоянни и точни препоръки. У дома процесът на циментация се извършва при температура от 500 градуса по Целзий. В промишлени условия с използване на професионално оборудване температурата на нагряване в пещта достига повече от 1300 градуса по Целзий. Трябва да знаете, че температурата е избрана, като се има предвид концентрацията на примеси и въглерод.
- Професионалистите препоръчват у дома цимент с нисковъглеродна стомана (приблизително 0, 2%). Например, острие от евтин кухненски нож, изработен от стомана или малки части.
- Въглеродът прониква в структурата на стоманата доста бавно. Следователно, циментирането на острието на ножа в условията на домашната процедура се извършва със скорост не повече от 0, 1 ml на час. За да може същото острие да издържи на по-големи натоварвания, е необходимо да се подсили слоят до 0, 8 ml дебелина на час. Също така е важно да се разбере, че циментирането на нож или малък вал в домашната работилница ще отнеме поне осем часа . В този случай е необходимо да се поддържа определена температура в пещта, за да не се нарушава температурния режим.
- В процеса на циментацията се променя не само свойството на метала, но и неговия фазов състав и атомна решетка. По принцип повърхността получава същите характеристики, както при закаляването, но е възможно да се контролира в тесен температурен диапазон, за да се избегнат различни дефекти на материала.
По -трудно е да се запълнят неръждаемите стомани, но в същото време ще се подобрят качествено характеристиките на този вид метал.
В каква среда е възможно циментирането на стоманата?
Процесът на втвърдяване се извършва при различни условия на околната среда:
- в твърдо вещество;
- в газообразно състояние;
- в електролитен разтвор;
- под формата на специална паста;
- в кипящ слой.
Най-често в условията на домашната работилница стоманата се циментира с графит . Това значително опростява процеса, тъй като не е необходимо допълнително да се грижи за силната херметичност на пещта.
В промишленото производство най-често се използва газ, тъй като този метод намалява времето, необходимо за охлаждане.
Сортове от метал, които могат да бъдат обработени
Има три основни групи метали, които се използват за втвърдяване:
- Стомана с невтвърдена сърцевина. Тази група включва следните видове стомана, подходящи за циментиране - 20, 15 и 10. Тези части са с малки размери и се използват за домашна употреба. По време на охлаждането аустенитът се трансформира във феритно-перлитна смес.
- Стомана със слабо закалено ядро. Тази група включва метали от такива марки като 20Х, 15Х (хромни нисколегирани стомани). В този случай се извършва допълнителна процедура на лигиране с помощта на малки дози ванадий. Това осигурява производството на фини зърна, което води до по-вискозен и пластичен метал.
- Стомана с високо закалено ядро. Този вид метал се използва за производството на части със сложна конфигурация или голямо напречно сечение, което може да издържи на различни ударни натоварвания, изложени на променлив ток. По време на процеса на охлаждане се въвежда никел или се използва манган в случай на негов дефицит, докато малки дози от титан или ванадий се добавят за раздробяване на зърното.
Като цяло, процесът на стоманобетон е необходимо за подобряване на износоустойчивостта и якостта на частите.
Най-често валовете, осите, остриетата на ножовете, носещите компоненти и зъбните колела са подложени на карбонизация.
Как се циментира стоманата в твърда среда в предприятието и в домашната работилница?
Смес за твърдо циментиране се приготвя от барий, калций с въглен и натриев карбонат. Въглища е по-добре да се вземат от дъб или бреза и да се разделят на малки фракции, не повече от десет милиметра. За отстраняване на излишния прах се препоръчва пресяването на въглища. Солите също се смилат до прах и преминават през сито.
Има два метода за приготвяне на сместа:
- Въглища от дърво се изсипват върху сол, която преди това се разтваря във вода. Получената смес се изсушава, съдържанието на влага трябва да бъде не повече от 7%.
- Сухите въглища и сол се смесват добре, за да се елиминира възможността за оцветяване дори по време на химическа и топлинна обработка.
В този случай, първата техника се счита за по-качествена. Тъй като гарантира, че сместа ще излезе еднакво, и резултатът без петна и ивици. Готовата смес се нарича още карбуризатор .
Процесът на твърдо циментиране се извършва в специални кутии, където сместа се излива в правилното количество. В идеалния случай кутиите съответстват на размера и формата на продукта, който се обработва. Както в този случай, времето, което се изразходва за затопляне на опаковката, се намалява, а качеството на циментационния слой се подобрява. За да се избегне изтичане на газ, пролуките се покриват със специална огнеупорна глина и се покриват с плътно затварящ се капак.
Трябва да се отбележи, че е икономически изгодно да се произвеждат контейнери, които са идеално пригодени, когато става въпрос за процедура на конвейер. Ако имате нужда от една или две части, за да закалите, тогава е по-добре да изберете контейнер с универсална форма - квадратна, кръгла или правоъгълна.
Кутиите са избрани от нисковъглеродна или топлоустойчива стомана.
Процесът на циментация в твърда смес е както следва:
- части, които трябва да бъдат втвърдени, равномерно поставени в кутии, пълни с твърд карбуризатор;
- пещта се загрява до 900-1000 градуса и служи в контейнер с продукти;
- затопляне на кутии се извършва при температура от 500 до 700 градуса. Това затопляне се нарича от край до край. Сигналът, че пещта се загрява до желаната температура, е равномерният цвят на долната плоча, няма повече тъмни зони под кутиите;
- Температурата се повишава до 900 или 1000 градуса по Целзий.
Именно в този температурен режим се получават дифузни промени в структурата на частите на атомно ниво.
Вкъщи е трудно да загреете фурната до желаната температура и да поддържате целия температурен режим от началото до края. В този случай всичко е възможно . Трябва да се помни, че ефективността на циментацията на дома е много по-ниска от индустриалната.
Циментирана стомана с газ
За първи път стомана се циментира с газ на Златоусовския комбинат под внимателното ръководство на П. Аносов. Този ефективен метод е разработен от В. Просвирин, С. Илински и Н. Минкевич.
Същността на процеса е доста проста - металът се циментира под въздействието на въглеродсъдържащ газ (естествен, изкуствен или генератор) в херметически затворена пещ .
Най-достъпният и често използван газ е съставът, който се получава от разлагането на петролни продукти.
Тя се прави по следния начин:
- керосин се излива в специален контейнер от стомана, нагряван до процеса на пиролиза - разлагане на керосина в смес от няколко газа;
- около 60% от този газ е модифициран и направен подходящ за цементиране.
За натриване се използва смес от модифициран газ и чист пиролизен газ. Необходимостта от модифициране на част от газа се дължи на факта, че използването на чист пиролизен газ върху стоманата води до недостатъчно циментиране, а в някои части може да бъде в състояние да утаи малко сажди, което е трудно да се отстрани.
Процесът на стоманобетон с помощта на газ се извършва на специални непрекъснати конвейерни пещи. Или използвайте уникални стационарни единици.
Първо поставете детайла във фурната, муфела. Инсталацията е затворена и пещта се загрява до 950 градуса. След това се доставя предварително подготвен газ.
За да се извърши тази процедура у дома е почти невъзможно.
В същото време, той има няколко предимства пред твърдия метод на обработка:
- по-малко време за приготвяне на суровини за циментиране;
- по-благоприятни и по-безопасни условия на труд за работниците;
- ускоряване на процеса на втвърдяване чрез намаляване на времето за излагане на продуктите.
Най-важното при циментирането на стомана е добре организиран процес и висококачествено оборудване и суровини. Твърдият метод може да бъде реализиран у дома в присъствието на пещ, карбуризатор и метални форми. Както и някои умения, свързани с този процес на закаляване на стомана.