Цементация широко применяется для упрочнения среднеразмерных зубчатых колес, валов коробки передач автомобилей, отдельных деталей рулевого управления, валов быстроходных станков, шпинделей и многих других деталей машин. Для цементации детали поступают после механической обработки с припуском на грубое и окончательное шлифование до 0,25 мм или чаще с припуском на окончательное шлифование 15—20 мкм. Припуск на шлифование должен превышать 25—30 % толщины цементированного слоя. Некоторые детали поступают на цементацию после окончательной механической обработки. Так, например, автомобильные зубчатые колеса не подвергают после цементации зубошлифованию. Во многих случаях цементации подвергается только часть детали; тогда участки, не подлежащие упрочнению, защищают тонким слоем малопористой меди (0,02–0,05 мм), которую наносят электролитическим способом или изолируют специальными обмазками, содержащими маршалит, буру, тальк, каолин, асбестовый порошок, которые разводят на жидком стекле. Отверстия забивают смесью из 50 % кварцевого песка и 50 % окалины, а затем асбестом и глиной. В редких случаях на деталях оставляют припуски, снимаемые после цементации.
Для обеспечения стабильности и качества рекомендуются детали перед цементацией (нитроцементацией) подвергать промывке в 3– 5 %-ном содовом растворе. Применяются следующие основные виды цементации; цементация твердым карбюризатором; газовая цементация; цементация в расплавленных солях (жидкая цементация). Как и в любом другом виде – ХТО при цементации происходит взаимодействие между окружающей средой и обрабатываемым изделием и диффузия углерода в железе. Характеристики массопереноса внутри твердых, жидких и газообразных сред, а также фазовые превращения в процессе формирования диффузионного слоя являются важными параметрами цементации стали. После цементации и последующей термической обработки для повышения сопротивления изгибающим и контактным напряжениям нередко применяют поверхностный наклеп дробью или обкаткой роликами. Поверхностный наклеп значительно повышает ограниченную долговечность цементованной стали.
1.5.1 Стали для цементации
Для цементации применяют низкоуглеродистые (0,1—0,25 % С) стали.
Содержание легирующих элементов в сталях, предназначенных для изготовления деталей, упрочняемых цементацией
(нитроцементацией), не должно быть слишком высоким, но должно обеспечивать требуемую прокаливаемость поверхностного слоя и сердцевины и тормозить рост зерна аустенита при нагреве. При этом следует иметь в виду, что карбидообразующие элементы (Мn, Сг и др.) в большинстве случаев уменьшают растворимость углерода в аустените. Это способствует образованию в цементованном слое карбидов, обеднению аустенита легирующими элементами и уменьшению прокаливаемое цементованного слоя (на глубине до 0,3 мм), как следствие этого ухудшаются механические свойства цементованных сталей.
Для цементации наиболее часто применяют низколегированные хромомарганцевые стали с титаном (18ХГТ, ЗОХГТ) и молибденом (25ХГМ), хромоникельмолибденовые (20ХНМ, 22ХНМ и др.), хро-момарганцевоникелевые (15ХГН, 15ХГН2ТА) и экономно-легированные стали 25ХГНМАЮ и 25ХГНМТ.
Сталь 18ХГТ применяют для зубчатых колес малого модуля, а сталь ЗОХГТ—для изделий большого сечения (до 10—12 мм).
Наиболее технологична при термической обработке сталь 25ХГМ; сталь мало склонна к различным дефектам при незначительных отклонениях от установленного технологического режима. Стали 25ХГТ и 25ХГМ применяют для средненагруженных деталей –шестерен модуля до 4,25 и валов диаметром до 50 мм.
Для крупномодульных шестерен весьма перспективны стали 25ХГНМАЮ и 25ХГНМТ для тяжелонагруженных деталей машин, 20ХГР, 20ХНР, 15ХГН2ТА.
Чаще для сталей 18ХГТ, 25ХГТ, 25ХГМ и др. в качестве предварительной термической обработки применяют изотермический отжиг. Для некоторого укрупнения зерна и улучшения обработки резанием температура изотермического отжига принимается 930–950 °С. Для этой группы сталей может быть применен наиболее рациональный метод химико-термической обработки — цементация и непосредственная закалка с подстуживанием (или без подстуживания).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.