Цементация

[cementation; case-hardening, carburizing] — 1. Процесс хим.-термич. обработки (науглерож.) металлич. изделий, преимущ. стальных, с диффуз. насыщ. поверхн. слоев до 0,8-1,2 % С при 900-950 °С. Цель ц. — получение высоких пов-тной тв., износос-тойк., контактно-усталостной выносливости при сохранении низкой прочн. и повыш. вязк. в сердцевине. Ц. обычно подвергают стали с содержанием 0,10—0,18 % С. Для цементов, крупногабаритных деталей применяют стали с более вые. (0,2-0,3 %) содерж. С. Различают два осн. вида ц.: тв. С-смесями (карбюризаторами) и газ. Глубина науглерож. при ц. слоя — от 0,1 до 20 мм (чаще 0,5-3 мм). После ц. изделия для повыш. прочн. подвергают закалке на мартенсит с последующим низким отпуском (150-200 °С). При этом тв. пов-тного слоя повыш. до HRC 58—65, а сердцевины — до ЯЛС 28—38. 2. В ЦМ — гидрометаллургич. процесс, основ, на вытесн. более электроположит, металлов из р-ров менее электроположит. металлами, находящ. втв. сост. Напр., норм, электрохимич. потенциал меди +344 мВ, цинка -762 мВ; их разн. позв. осущ. реакцию: Cup*p + ZnMf -> Znp*p + CuMe. Чем больше разн. потенц., тем меньше остат. содерж. в р-ре осажд. металла. Ц. широко примен. для очистки раст-ров от примесей (Hanp.,Zn от Си и Cd) и для извлеч. металлов из р-ров. Процесс применим тж. для осажд. металлов из расплавл. шлаков. Ц. осущ. в спец. аппаратах (чаще баках с мешалками. 3. В строительстве — закрепл. фунтов, кам. и бетон, кладок жидк. цемент, р-ром, или цементным молоком. В рез-те значит, снижается водопрониц. фунтов и кладок, сооружения приобр. дополн. прочность:
газовая цементация [gas carburizing] — ц. (1.) в газ. среде (карбюризаторе) на основе СО— СО2 при 930—950 °С, обеспечив, получ. цементов. 0,7—1,6-мм слоя. Г. ц. осущ. в герметич. стац. или методич. конвейерных печах с подачей цементир. газа определ. сост. с регламентир. расходом. Наиб, распространены в кач-ве газ. карбюризаторов предельные углеводороды (СН2л+2) — метан, этан, пропан, бутан и др., а тж. прир. газ, образ, при разлож. активный ат. С. Науглерож. способн. цементир. газ. среды хар-риз. углеродным потенциалом, т.е. содерж. С в пов-тном слое металла, равновесном с газ. средой.
Г. ц. можно проводить в печах с разреж. атм. (1,3-0,13 Па) при нафеведо 1000-1100 °С и с послед, подачей газ. карбюризатора при 13-1300 Па. Для вакуумной ц. хар-рны: вые. скор, науглерож., чистота обрабат. пов-ти, отсутствие внутр. окисл., незначит. расход карбюризатора и др. преимущ.;

двухступенчатая цементация [two-stage carburizing] — газ. ц. (1.), при к-рой сначала под-держ. вые. углерод, потенциал атм. в пределах 1,2-1,3 % С (актив, период), а затем его сниж. до 0,8-1,0 % С (диффуз. период), что сокр. общую длит, процесса;

ионная цементация [ion carburizing] — ц. (1.) в сильноточном тлеющем разряде м-ду катодом (изделием) и анодом в газ. среде при давл. ниже атм. (0,13-1,95 кПа). Пов-ть науглерож. в рез-те бомбардир, ускор. ионами С4*, фор-мирующ. в прикатодной области тлеющ. разряда. В кач-ве газ. среды при и. ц. использ. пропан, метан и др. углеводороды в смеси с Аг, диссоцииров. NH, или N2. И. ц. осущ. в две стадии: очистка пов-ти и собст. науглерож.
Достоинства и. ц. по ср. с обычной газ. ц.: ускор. процесса в 2-3 раза в рез-те повыш. темп-р процесса (1000-1050 °С) и интенси-фик. реакции взаимод. в газ. фазе и на пов-ти насыщ.; отсут. внутр. окисл. цементов, слоя; простота управл. процессом посредст. измен. электрич. параметров тлеюш. разряда и сост. газ. среды;

цементация в жидком карбюризаторе [liquid carburizing] — ц. (1.) в ваннах (электролизным или безэлектролизным способами) с распл. солей и С-содерж. материалов (SiC, CaC2, FeMn с - 9,0 % С и др.) при 800-950 "С; обеспеч. получ. науглерож. 0,15—0,20-мм слоя. Для ц. в ж. к. без электролиза широко применяют ванны с расплавами на основе NaCN, KCN, а для электролизной ц. — на основе карбонатов щелочных и ЩЗ металлов с добавками галогенидов. В кач-ве анода используют графит, карборунд и др. материалы;

цементация в кипящем слое [fluidized-bed carburizing] — ц. (1.) из тв. фазы в слое мелких частиц (0,05-0,20 мм) корунда, через к-рый проходит восход, поток эндогаза с добавкой метана; при прохожд. газа частицы станов, подвиж., и слой приобр. нек-рые св-ва жидкости (псевдоожиж. слой);

цементация в твердом карбюризаторе [solid carburizing] — ц. (1.) в контейнерах с тв. карбюризатором при 930—950 °С, обеспечив, получ. цементов. 0,5—1,5-мм слоя. В кач-ве карбюризатора чаще примен. древ, уголь с добавками-активизаторами ВаСО3, Na2CO3, К2СО3. При темп-ре процесса карбюризатор, взаимод. с кислородом воздуха, образует СО, разлап при контакте с Fe-пов-тью: 2СО -> СО2 + С с образов, ат. углерода, поглощ. пов-тным слоем. Т. обр., ц. осущ. газ. фазой, образов, в контейнере из карбюризатора;

цементация из паст [paste carburizing] — ц. (1.) с нанес, на науглерож. металлич. пов-ть С-содерж. материалов в виде суспензии, обмазки или шликера, сушкой и послед, нагревом изделия ТВЧ или током промышл. частоты. Толщина слоя пасты д. б. в 6—8 раз больше треб, толщины цементов, слоя. Темп-ру ц. ус-танавл. 910-1050°С.