Τσιμεντοποίηση στο σπίτι. Η ουσία και ο σκοπός της διαδικασίας ενανθράκωσης χάλυβα. Η τσιμεντοποίηση αερίου είναι η καλύτερη επιλογή για μαζική επεξεργασία προϊόντων

Χημική-θερμική επεξεργασία χάλυβα. Αυτή η επεξεργασία αλλάζει όχι μόνο τη δομή του μετάλλου, αλλά και τη χημική σύνθεση του ανώτερου στρώματός του. Χάρη σε αυτό, το εξάρτημα μπορεί να έχει έναν παχύρρευστο πυρήνα που μπορεί να αντέξει τα φορτία κραδασμών, την υψηλή σκληρότητα και την αντίσταση στη φθορά στο εξωτερικό.
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι χημικής-θερμικής επεξεργασίας του χάλυβα, αλλά σε ένα μικρό εργαστήριο μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο ενανθράκωση. Η ενανθράκωση είναι η επιφανειακή ενανθράκωση του χάλυβα. Τις περισσότερες φορές, τα προϊόντα που κατασκευάζονται από χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με περιεκτικότητα σε άνθρακα όχι μεγαλύτερη από 0,2%, καθώς και από ορισμένους κραματοποιημένους χάλυβες, υπόκεινται σε ενανθράκωση. Τα εξαρτήματα που προορίζονται για ενανθράκωση είναι προκαθαρισμένα και οι επιφάνειες που δεν υπόκεινται σε ενανθράκωση επικαλύπτονται με προστατευτικές ουσίες που ονομάζονται επιστρώσεις κατά της τσιμέντου. Η απλούστερη επίστρωση είναι ο πυρίμαχος πηλός με την προσθήκη 10% σκόνης αμιάντου. Αυτό το μείγμα ζυμώνεται με νερό μέχρι τη συνοχή της παχύρρευστης κρέμας και εφαρμόζεται στις επιθυμητές περιοχές της επιφάνειας του προϊόντος. Περαιτέρω τσιμεντοποίηση του προϊόντος μπορεί να γίνει αφού στεγνώσει η επίστρωση. Η ακόλουθη επίστρωση είναι επίσης εύκολη στη χρήση: καολίνη (25%), τάλκης (50%), νερό (25%). Αυτή η επίστρωση αραιώνεται στην επιθυμητή συνοχή με υγρό γυαλί ή πυριτική κόλλα. Η επακόλουθη τσιμεντοποίηση γίνεται αφού στεγνώσει τελείως η επίστρωση.
Οι ουσίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τσιμέντου ονομάζονται καρμπυρατέρ. Είναι στερεά, υγρά και αέρια.
Τσιμέντωση σε συμπαγή καρμπυρατέρ. Σε ένα εργαστήριο στο σπίτι, συνιστάται η τσιμεντοποίηση χρησιμοποιώντας μια πάστα που αποτελείται από ένα μείγμα αιθάλης (55%), ανθρακικού νατρίου (30%) και οξαλικού νατρίου (15%), αναμεμειγμένο σε νερό μέχρι τη σύσταση της ξινή κρέμα. Η πάστα εφαρμόζεται στο προϊόν, αφήνεται να στεγνώσει και στη συνέχεια τοποθετείται σε φούρνο, διατηρείται σε θερμοκρασία 900-920°C για 2-2,5 ώρες.Η τσιμεντοποίηση με τη χρήση της πάστας εξασφαλίζει πάχος της ανθρακωμένης στρώσης 0,7-0,8 mm .

Τσιμέντωση σε συμπαγή καρμπυρατέρ. Σε ένα εργαστήριο στο σπίτι, συνιστάται η τσιμεντοποίηση χρησιμοποιώντας μια πάστα που αποτελείται από ένα μείγμα αιθάλης (55%), ανθρακικού νατρίου (30%) και οξαλικού νατρίου (15%), αναμεμειγμένο σε νερό μέχρι τη σύσταση της ξινή κρέμα. Η πάστα εφαρμόζεται στο προϊόν, αφήνεται να στεγνώσει και στη συνέχεια τοποθετείται σε φούρνο, διατηρείται σε θερμοκρασία 900-920°C για 2-2,5 ώρες.Η τσιμεντοποίηση με τη χρήση της πάστας εξασφαλίζει πάχος της ανθρακωμένης στρώσης 0,7-0,8 mm .
Η υγρή ενανθράκωση χρησιμοποιείται για την ενανθράκωση εργαλείων και άλλων προϊόντων με βύθισή τους σε φούρνο-λουτρό που περιέχει 75-85% σόδα, 10-15% χλωριούχο νάτριο και 6-10% καρβίδιο του πυριτίου. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία 850-860°C για 1,5-2 ώρες. το βάθος του ενανθρακωμένου στρώματος φτάνει τα 0,3-0,4 mm.
Η αεριοτσιμέντωση πραγματοποιείται υπό συνθήκες παραγωγής σε μείγμα θερμών αερίων που περιέχει μεθάνιο και μονοξείδιο του άνθρακα, σε ειδικούς θαλάμους σε θερμοκρασία 900-950°C. Η διαδικασία είναι γρήγορη και πολύ οικονομική σε σύγκριση με την ενανθράκωση σε στερεούς και υγρούς καρμπυρατέρ.
Μετά την ενανθράκωση, τα μέρη ψύχονται μαζί με τον κλίβανο, στη συνέχεια σκληρύνονται σε θερμοκρασία 760-780°C, ακολουθούμενη από ψύξη σε λάδι.

Η τσιμεντοποίηση, που πραγματοποιείται σε διάφορα περιβάλλοντα και αποκλειστικά υπό την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών, είναι μια πολύ διαδεδομένη μέθοδος χημικής-θερμικής επεξεργασίας μετάλλου, που χρησιμοποιείται με επιτυχία εδώ και δεκαετίες.

Η ουσία της διαδικασίας τσιμεντοποίησης

Η έννοια οποιασδήποτε μεθόδου χημικής-θερμικής επεξεργασίας μετάλλων, η οποία περιλαμβάνει την ενανθράκωση του χάλυβα, είναι ότι το προϊόν θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία σε ειδικό μέσο (υγρό, στερεό ή αέριο). Αυτό το αποτέλεσμα οδηγεί σε αλλαγή στη χημική σύνθεση του μετάλλου - η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας είναι κορεσμένη με άνθρακα, και τελικά γίνεται πιο σκληρή και πιο ανθεκτική στη φθορά. Αυτό που είναι σημαντικό είναι ότι ο πυρήνας των επεξεργασμένων μερών παραμένει παχύρρευστος.

Είναι δυνατό να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα μετά από μια τέτοια πρόσκρουση στο μέταλλο μόνο εάν οι χάλυβες χαμηλών εκπομπών άνθρακα που δεν περιέχουν περισσότερο από 0,2% άνθρακα υποβάλλονται σε επεξεργασία. Για να πραγματοποιηθεί η τσιμεντοποίηση, το προϊόν θερμαίνεται σε θερμοκρασία 850–950 βαθμών Κελσίου και η σύνθεση του μέσου επιλέγεται έτσι ώστε να απελευθερώνει ενεργό άνθρακα όταν θερμαίνεται.

Εάν η ενανθράκωση πραγματοποιηθεί επιδέξια, είναι δυνατό όχι μόνο να αλλάξει η χημική σύνθεση ενός μεταλλικού προϊόντος, αλλά και να μεταμορφωθεί η μικροδομή του και η ομοιόμορφη σύνθεση φάσης. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να ενισχυθεί σημαντικά το επιφανειακό στρώμα του εξαρτήματος και να του δοθούν χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά. Για να επιτευχθούν τέτοια αποτελέσματα, είναι απαραίτητο να επιλεγούν σωστά οι παράμετροι χημικής-θερμικής επεξεργασίας του μετάλλου - θερμοκρασία θέρμανσης και ο χρόνος έκθεσης του επεξεργασμένου προϊόντος σε ειδικό περιβάλλον.

Αυτή η τεχνολογική λειτουργία είναι αρκετά χρονοβόρα, καθώς η διαδικασία κορεσμού του επιφανειακού στρώματος του χάλυβα με άνθρακα είναι πολύ αργή (0,1 mm σε 60 λεπτά). Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το σκληρυμένο επιφανειακό στρώμα για τα περισσότερα προϊόντα πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,8 mm, μπορεί να υπολογιστεί ότι θα χρειαστεί να αφιερώσετε τουλάχιστον 8 ώρες για την εκτέλεση της ενανθράκωσης μετάλλων. Οι κύριοι τύποι μέσων για την εκτέλεση ενανθράκωσης μετάλλων (ή, όπως ονομάζονται σωστά, καρμπυρατέρ) είναι:

• αέρια μέσα?
• διαλύματα ηλεκτρολυτών;
• κολλώδη μέσα?
• ρευστοποιημένη κλίνη?
• στερεά μέσα.

Οι πιο συνηθισμένοι είναι οι αέριοι και οι στερεοί καρμπυρατέρ.

Πραγματοποίηση ενανθράκωσης χάλυβα σε στερεό περιβάλλον

Τις περισσότερες φορές, για να πραγματοποιηθεί η ενανθράκωση του μετάλλου σε στερεό μέσο, ​​χρησιμοποιείται ένα μείγμα που αποτελείται από ανθρακικό νάτριο, βάριο ή ασβέστιο και ξυλάνθρακα σημύδας ή δρυός (70-90%). Πριν από αυτό, όλα τα συστατικά ενός τέτοιου μείγματος συνθλίβονται σε κλάσμα 3-10 mm και κοσκινίζονται, κάτι που είναι απαραίτητο για την απομάκρυνση πολύ μικρών σωματιδίων και σκόνης.

Αφού παρασκευαστούν τα συστατικά του μείγματος για χημική-θερμική επεξεργασία μετάλλου, μπορούν να αναμειχθούν με διάφορους τρόπους.

• Τα συστατικά του μείγματος (αλάτι και άνθρακας) αναμειγνύονται επιμελώς σε ξηρή κατάσταση. Εάν παραμεληθεί αυτή η απαίτηση, τότε μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας τσιμέντωσης μπορεί να σχηματιστούν λεκέδες στην επιφάνεια του προϊόντος.
• Το αλάτι διαλύεται σε νερό και το προκύπτον διάλυμα χύνεται πάνω από τον ξυλάνθρακα, μετά το οποίο στεγνώνει μέχρι η υγρασία να φτάσει όχι περισσότερο από 7%.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η δεύτερη μέθοδος είναι προτιμότερη, καθώς σας επιτρέπει να αποκτήσετε ένα μείγμα με πιο ομοιόμορφη σύνθεση.

Τόσο σε βιομηχανικές όσο και σε οικιακές συνθήκες, η ενανθράκωση των προϊόντων χάλυβα πραγματοποιείται σε κουτιά στα οποία χύνεται ένας καρμπυρατέρ. Για να βελτιωθεί η ποιότητα του επιφανειακού στρώματος του υπό επεξεργασία μετάλλου, καθώς και να μειωθεί ο χρόνος που απαιτείται για το ζέσταμα των κουτιών, είναι καλύτερο να τα κατασκευάζετε όσο το δυνατόν πιο κοντά στις διαστάσεις και τα σχήματα των εξαρτημάτων.

Οι βέλτιστες συνθήκες για την ενανθράκωση του χάλυβα μπορούν να δημιουργηθούν εξαλείφοντας τη διαρροή αερίων που σχηματίζονται στον καρμπυρατέρ κατά τη διαδικασία θέρμανσης. Για να γίνει αυτό, τα κουτιά, τα οποία πρέπει να έχουν στεγανά καπάκια, επικαλύπτονται προσεκτικά με πυρίμαχο πηλό πριν τοποθετηθούν στο φούρνο.

Φυσικά, συνιστάται να χρησιμοποιείτε ειδικά κατασκευασμένα κουτιά μόνο σε βιομηχανικές συνθήκες. Για την ενανθράκωση μετάλλου στο σπίτι, χρησιμοποιούνται κιβώτια τυπικών μεγεθών και σχημάτων (τετράγωνα, ορθογώνια, στρογγυλά), επιλέγοντάς τα ανάλογα με τον αριθμό των προς επεξεργασία εξαρτημάτων και τις εσωτερικές διαστάσεις του κλιβάνου.

Το βέλτιστο υλικό για τέτοια κουτιά είναι ο ανθεκτικός στη θερμότητα χάλυβας, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν δοχεία από κράματα χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Η τεχνολογική διαδικασία ενανθράκωσης μεταλλικών προϊόντων έχει ως εξής.

• Τα μέρη που προετοιμάζονται για επεξεργασία τοποθετούνται σε κουτιά, πασπαλισμένα με στρώσεις καρμπυρατέρ.
• Τα γεμισμένα κουτιά, επικαλυμμένα με πυρίμαχο πηλό, τοποθετούνται σε προθερμασμένο φούρνο.
• Γίνεται η λεγόμενη μέσω θέρμανσης των κιβωτίων με εξαρτήματα, κατά την οποία θερμαίνονται σε θερμοκρασία 700–800 βαθμών Κελσίου. Το γεγονός ότι τα κουτιά έχουν ζεσταθεί καλά μπορεί να κριθεί από το χρώμα της πλάκας εστίας: δεν πρέπει να υπάρχουν σκοτεινά σημεία σε αυτό σε σημεία επαφής με το δοχείο.
• Η θερμοκρασία στο φούρνο αυξάνεται στους 900–950 βαθμούς Κελσίου. Σε αυτές τις τιμές ο χάλυβας ανθρακώνεται.

Η υψηλή θερμοκρασία και το ειδικό περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το μέταλλο συμβάλλουν στη διάχυση των ατόμων ενεργού άνθρακα στο κρυσταλλικό πλέγμα χάλυβα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ενανθράκωση του χάλυβα είναι δυνατή στο σπίτι, αλλά συχνά δεν επιτυγχάνει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η διαδικασία ενανθράκωσης απαιτεί μακρά έκθεση του εξαρτήματος σε υψηλή θερμοκρασία. Κατά κανόνα, αυτό είναι δύσκολο να επιτευχθεί στο σπίτι.

Τσιμέντωση εξαρτημάτων σε περιβάλλον αερίου

Οι συγγραφείς αυτής της τεχνολογίας είναι οι S. Ilyinsky, N. Minkevich και V. Prosvirin, οι οποίοι, υπό την ηγεσία του P. Anosov, την χρησιμοποίησαν για πρώτη φορά στο εργοστάσιο στο Zlatoust. Η ουσία αυτής της τεχνολογίας είναι ότι τα μεταλλικά μέρη που υποβάλλονται σε επεξεργασία θερμαίνονται σε ένα περιβάλλον αερίων που περιέχουν άνθρακα, τα οποία μπορεί να είναι τεχνητής ή φυσικής προέλευσης. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο αέριο είναι το αέριο που παράγεται κατά την αποσύνθεση των προϊόντων πετρελαίου. Αυτό το αέριο λαμβάνεται με τον ακόλουθο τρόπο:

• ένα χαλύβδινο δοχείο θερμαίνεται και τροφοδοτείται κηροζίνη σε αυτό, το οποίο κατά την εξάτμιση αποσυντίθεται σε ένα μείγμα αερίων.
• η σύνθεση κάποιου μέρους (60%) του αερίου που προκύπτει τροποποιείται (ράγισμα).

Το μείγμα που προκύπτει χρησιμοποιείται για την εκτέλεση χημικής-θερμικής επεξεργασίας χάλυβα.

Εάν η ενανθράκωση του χάλυβα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μόνο αέριο πυρόλυσης, χωρίς προσθήκη ραγισμένου αερίου, τότε το βάθος του ενανθρακωμένου στρώματος θα είναι ανεπαρκές. Επιπλέον, σε αυτή την περίπτωση, ένα μεγάλο στρώμα αιθάλης θα εγκατασταθεί στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, το οποίο μπορεί να πάρει πολύ χρόνο και προσπάθεια για να αφαιρεθεί.

Οι φούρνοι που χρησιμοποιούνται για την ενανθράκωση μετάλλου με αέριο πρέπει να είναι ερμητικά σφραγισμένοι. Στις σύγχρονες επιχειρήσεις παραγωγής, χρησιμοποιούνται δύο κύριοι τύποι τέτοιων κλιβάνων: μεθοδικοί και σταθεροί. Η ίδια η διαδικασία της τσιμεντοποίησης σε περιβάλλον αερίου είναι η εξής. Τα προς επεξεργασία μέρη τοποθετούνται σε φούρνο, η θερμοκρασία του οποίου ρυθμίζεται στους 950 βαθμούς Κελσίου. Το αέριο τροφοδοτείται στον θερμαινόμενο κλίβανο και τα μέρη διατηρούνται σε αυτόν για ορισμένο χρόνο.

Σε σύγκριση με την ενανθράκωση χάλυβα με χρήση στερεού καρμπυρατέρ, αυτή η τεχνολογία έχει μια σειρά από σημαντικά πλεονεκτήματα:

• παροχή καλύτερων συνθηκών για το προσωπικό εξυπηρέτησης·
• υψηλή ταχύτητα επίτευξης του απαιτούμενου αποτελέσματος λόγω του γεγονότος ότι τα εξαρτήματα μπορούν να διατηρηθούν σε περιβάλλον αερίου για μικρότερο χρονικό διάστημα (επιπλέον, δεν απαιτείται χρόνος για την προετοιμασία ενός στερεού καρμπυρατέρ).

Η διαδικασία τσιμεντοποίησης βασίζεται στην αρχή της χημικής και θερμικής επεξεργασία μετάλλων. Το όλο θέμα της διαδικασίας είναι να κορεστεί η επιφάνεια του χάλυβα με την απαιτούμενη ποσότητα άνθρακα υπό ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας.

Πριν από αρκετά χρόνια, αυτή η διαδικασία ήταν σχεδόν αδύνατο να εφαρμοστεί στο σπίτι. Σήμερα αυτό είναι δυνατό χρησιμοποιώντας μέσα γραφίτη ή τα ανάλογα τους. Το κύριο πράγμα είναι η επιθυμία και κάποια γνώση.

Γενικές πληροφορίες για τη διαδικασία

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να καταλάβετε βασικά της θερμικής επεξεργασίαςγίνομαι.

Τα χαρακτηριστικά της ενανθράκωσης μετάλλων περιλαμβάνουν τους ακόλουθους παράγοντες:

1. Χάρη στη διαδικασία, οι χάλυβες που έχουν σκληρυνθεί με θήκη γίνονται ισχυρότεροι, γεγονός που αυξάνεται αντοχή στη φθορά και αντοχήυλικό;
2. Οι ιδιότητες λειτουργίας του μετάλλου αλλάζουν με θέρμανση των προϊόντων σε υγρό, αέριο ή στερεό μέσο, ​​γεγονός που βελτιώνει τα χαρακτηριστικά του.
3. Τα εξαρτήματα μπορούν να θερμανθούν σε διαφορετικές θερμοκρασίες· δεν υπάρχουν περιορισμένες σταθερές ή ακριβείς συστάσεις. Στο σπίτι, η διαδικασία τσιμεντοποίησης πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 500 βαθμών Κελσίου. Σε βιομηχανικές συνθήκες με χρήση επαγγελματικού εξοπλισμού, η θερμοκρασία θέρμανσης στον κλίβανο φτάνει περισσότερο από 1300 βαθμούς Κελσίου. Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι η θερμοκρασία επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τη συγκέντρωση των ακαθαρσιών και του άνθρακα.
4. Οι επαγγελματίες προτείνουν στο σπίτι τσιμέντο χαμηλού άνθρακατύπους χάλυβα (περίπου 0,2%). Για παράδειγμα, μια λεπίδα από ένα φθηνό μαχαίρι κουζίνας από χάλυβα ή μικρά εξαρτήματα.
5. Ο άνθρακας διεισδύει στη δομή του χάλυβα μάλλον αργά. Επομένως, η τσιμεντοποίηση της λεπίδας του μαχαιριού σε μια οικιακή διαδικασία λαμβάνει χώρα με ρυθμό όχι μεγαλύτερο από 0,1 ml ανά ώρα. Για να αντέχει η ίδια λεπίδα βαρύτερα φορτία, είναι απαραίτητο να ενισχυθεί η στρώση με πάχος έως 0,8 ml την ώρα. Είναι επίσης σημαντικό να καταλάβετε ότι η ενανθράκωση ενός μαχαιριού ή ενός μικρού άξονα σε ένα οικιακό εργαστήριο θα χρειαστεί τουλάχιστον οκτώ ώρες. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να διατηρήσετε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία στο φούρνο, ώστε να μην διαταραχθεί το καθεστώς θερμοκρασίας.
6. Κατά τη διαδικασία της ενανθράκωσης, δεν αλλάζουν μόνο οι ιδιότητες του μετάλλου, αλλά και του σύνθεση φάσηςκαι το ατομικό πλέγμα. Γενικά, η επιφάνεια αποκτά τα ίδια χαρακτηριστικά όπως όταν σκληρύνεται, αλλά είναι δυνατός ο έλεγχος της σε ένα στενό εύρος θερμοκρασίας για να αποφευχθούν διάφορα ελαττώματα υλικού.

Πραγματοποιήστε ενανθράκωση από ανοξείδωτο χάλυβα λίγο πιο περίπλοκο, αλλά ταυτόχρονα αυτό θα βελτιώσει ποιοτικά τα χαρακτηριστικά αυτού του είδους μετάλλου.

Σε ποιο περιβάλλον είναι δυνατή η ενανθράκωση του χάλυβα;

Η διαδικασία σκλήρυνσης λαμβάνει χώρα υπό διάφορες περιβαλλοντικές συνθήκες:

• σε στερεά?
• σε αέριο?
• σε διάλυμα ηλεκτρολύτη.
• με τη μορφή ειδικής πάστας.
• σε ρευστοποιημένη κλίνη.

Τις περισσότερες φορές πραγματοποιείται σε εργαστήριο στο σπίτι ενανθράκωση χάλυβα με γραφίτη. Αυτό απλοποιεί σε μεγάλο βαθμό τη διαδικασία, αφού δεν υπάρχει επιπλέον λόγος ανησυχίας για την ισχυρή σφράγιση του φούρνου.

Στη βιομηχανική παραγωγή, το αέριο χρησιμοποιείται συχνότερα, καθώς αυτή η μέθοδος μειώνει τον χρόνο που δαπανάται για σκλήρυνση.

Τύποι μετάλλων που μπορούν να υποστούν επεξεργασία

Υπάρχουν τρεις κύριες ομάδες μετάλλων που χρησιμοποιούνται για σκλήρυνση:

1. Χάλυβας με μη σκληρυντικό πυρήνα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τις ακόλουθες ποιότητες χάλυβα κατάλληλου για τσιμέντο - 20, 15 και 10. Αυτά τα εξαρτήματα είναι μικρού μεγέθους και χρησιμοποιούνται για χρήση σε οικιακές συνθήκες. Κατά τη σκλήρυνση, ο ωστενίτης μετατρέπεται σε μείγμα φερρίτη-περλίτη.
2. Χάλυβας με ασθενώς σκληρυμένο πυρήνα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει μέταλλα τέτοιων ποιοτήτων όπως 20Χ, 15Χ (χάλυβες χαμηλού κράματος χρωμίου). Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται μια πρόσθετη διαδικασία απολίνωσης χρησιμοποιώντας μικρές δόσεις βαναδίου. Αυτό εξασφαλίζει λεπτόκοκκο, που έχει ως αποτέλεσμα ένα πιο όλκιμο και όλκιμο μέταλλο.
3. Χάλυβας με πολύ σκληρυμένο πυρήνα. Αυτός ο τύπος μετάλλου χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων με πολύπλοκες διαμορφώσεις ή μεγάλες διατομές που αντέχουν διάφορα φορτία κρούσης και εκτίθενται σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Κατά τη διαδικασία της σκλήρυνσης, εισάγεται νικέλιο ή, εάν είναι ελλιπές, χρησιμοποιείται μαγγάνιο, ενώ οι κόκκοι συνθλίβονται μικρές δόσειςτιτάνιο ή βανάδιο.

Γενικά, η διαδικασία ενανθράκωσης χάλυβα είναι απαραίτητη για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά και της αντοχής των εξαρτημάτων.

Τα πιο κοινά εξαρτήματα που ανθρακώνονται είναι άξονες, άξονες, λεπίδες μαχαιριών, ρουλεμάν και γρανάζια.

Πώς γίνεται η ενανθράκωση του χάλυβα σε ένα στερεό περιβάλλον σε μια επιχείρηση και σε ένα οικιακό εργαστήριο;

Το μείγμα για στερεά τσιμέντο παρασκευάζεται από βάριο, ασβέστιο με άνθρακα και ανθρακικό νάτριο. Είναι καλύτερο να πάρετε άνθρακα από δρυς ή σημύδα και να το χωρίσετε σε μικρά κλάσματα, όχι περισσότερο από δέκα χιλιοστά. Για να αφαιρέσετε την υπερβολική σκόνη, συνιστάται το κάρβουνο κοσκινίζω. Τα άλατα επίσης αλέθονται σε σκόνη και περνούν από κόσκινο.

Υπάρχουν δύο τρόποι παρασκευής του μείγματος:

1. Ο ξυλάνθρακας χύνεται με αλάτι, το οποίο έχει προηγουμένως διαλυθεί σε νερό. Το προκύπτον μείγμα στεγνώνει, η υγρασία του δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 7%.
2. Ο ξηρός άνθρακας και το αλάτι αναμειγνύονται επιμελώς για να εξαλειφθεί η πιθανότητα εμφάνισης λεκέδων κατά τη διάρκεια της χημικής και θερμικής επεξεργασίας.

Ταυτόχρονα, η πρώτη μέθοδος θεωρείται υψηλότερης ποιότητας. Αφού εγγυάται ότι το μείγμα θα βγει ομοιόμορφο, και το αποτέλεσμα θα είναι χωρίς λεκέδες ή ραβδώσεις. Το τελικό μείγμα ονομάζεται επίσης καρμπυρατέρ.

Πραγματοποιείται η ίδια η διαδικασία της στερεάς τσιμεντοποίησης σε ειδικά κουτιά, όπου χύνεται το μείγμα στην απαιτούμενη ποσότητα. Στην ιδανική περίπτωση, τα κουτιά ταιριάζουν με το μέγεθος και το σχήμα του υπό επεξεργασία προϊόντος. Δεδομένου ότι σε αυτήν την περίπτωση ο χρόνος που δαπανάται για τη θέρμανση του δοχείου μειώνεται και η ποιότητα του στρώματος τσιμέντου βελτιώνεται. Για να αποφευχθεί η διαρροή αερίου, οι ρωγμές καλύπτονται με ειδικό πυρίμαχο πηλό και τα πάντα καλύπτονται με στεγανό καπάκι.

Πρέπει να σημειωθεί ότι είναι οικονομικά συμφέρουσα η παραγωγή δοχείων που ταιριάζουν τέλεια όταν πρόκειται για μια διαδικασία μεταφοράς. Εάν πρέπει να σκληρύνετε ένα ή δύο μέρη, τότε είναι καλύτερο να επιλέξετε ένα δοχείο καθολικό σχήμα- τετράγωνο, στρογγυλό ή ορθογώνιο.

Τα κουτιά επιλέγονται από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ή ανθεκτικό στη θερμότητα.

Η διαδικασία της τσιμεντοποίησης σε στερεό μείγμα προχωρά ως εξής:

• Τα μέρη που πρέπει να σκληρυνθούν τοποθετούνται ομοιόμορφα σε κουτιά γεμάτα με συμπαγή καρμπυρατέρ.
• ο φούρνος θερμαίνεται στους 900-1000 μοίρες και σε αυτό σερβίρονται δοχεία με προϊόντα.
• Τα κουτιά θερμαίνονται σε θερμοκρασίες από 500 έως 700 βαθμούς. Αυτή η θέρμανση καλείται μέσω θέρμανσης. Ένα σήμα ότι ο φούρνος έχει θερμανθεί στην επιθυμητή θερμοκρασία είναι το ομοιόμορφο χρώμα της πλάκας εστίας· δεν υπάρχουν πλέον σκούρες περιοχές κάτω από τα συρτάρια.
• η θερμοκρασία αυξάνεται στους 900 ή 1000 βαθμούς Κελσίου.

Σε αυτή τη θερμοκρασία είναι που το διάχυτες αλλαγέςστη δομή των μερών σε ατομικό επίπεδο.

Στο σπίτι, είναι αρκετά δύσκολο να θερμάνετε τον φούρνο στην επιθυμητή θερμοκρασία και να διατηρήσετε ολόκληρο το καθεστώς θερμοκρασίας από την αρχή μέχρι το τέλος. Εν όλα είναι πιθανά. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η αποτελεσματικότητα της οικιακής τσιμεντοποίησης είναι πολύ χαμηλότερη από τη βιομηχανική τσιμεντοποίηση.

Σκληρυμένοι χάλυβες με θήκη με αέριο

Για πρώτη φορά, πραγματοποιήθηκε τσιμεντοποίηση χάλυβα με αέριο στο εργοστάσιο Zlatousovsky υπό την άγρυπνη ηγεσία του P. Anosov. Αυτή η αποτελεσματική μέθοδος αναπτύχθηκε από τους V. Prosvirin, S. Ilyinsky και N. Minkevich.

Η ουσία της διαδικασίας είναι αρκετά απλή - το μέταλλο τσιμεντώνεται υπό την επίδραση αερίου που περιέχει άνθρακα (φυσικό, τεχνητό ή γεννήτρια) σε ερμητικά σφραγισμένο κλειστός φούρνος.

Το πιο προσιτό και συχνά χρησιμοποιούμενο αέριο είναι μια σύνθεση που λαμβάνεται από την αποσύνθεση προϊόντων πετρελαίου.

Φτιάχνεται με τον εξής τρόπο:

• Η κηροζίνη χύνεται σε ένα ειδικό χαλύβδινο δοχείο και θερμαίνεται μέχρι τη διαδικασία της πυρόλυσης - την αποσύνθεση της κηροζίνης σε ένα μείγμα πολλών αερίων.
• περίπου το 60% αυτού του αερίου τροποποιείται και είναι κατάλληλο για τσιμέντωση.

Ένα μείγμα τροποποιημένου αερίου και καθαρού αερίου πυρόλυσης χρησιμοποιείται για την τσιμεντοποίηση. Η ανάγκη τροποποίησης μέρους του αερίου οφείλεται στο γεγονός ότι από τη χρήση καθαρού αέριο πυρόλυσηςο χάλυβας είναι ανεπαρκώς ενανθρακωμένος και ορισμένα μέρη μπορεί να έχουν λίγη αιθάλη πάνω τους, η οποία είναι δύσκολο να αφαιρεθεί.

Η διαδικασία της ενανθράκωσης του χάλυβα με αέριο πραγματοποιείται σε ειδικούς συνεχείς μεταφορικούς κλιβάνους. Ή χρησιμοποιούν μοναδικές σταθερές μονάδες.

Πρώτον, το μέρος τοποθετείται στον κλίβανο, το σιγαστήρα του. Η εγκατάσταση είναι κλειστή και ο φούρνος θερμαίνεται στους 950 βαθμούς. Στη συνέχεια παρέχεται προπαρασκευασμένο αέριο.

Είναι σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιηθεί αυτή η διαδικασία στο σπίτι.

Ταυτόχρονα, έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη μέθοδο στερεάς επεξεργασίας:

• λιγότερος χρόνος δαπανάται για την προετοιμασία πρώτων υλών για τσιμέντωση.
• ευνοϊκότερες και ασφαλέστερες συνθήκες εργασίας για τους εργαζόμενους·
• επιτάχυνση της διαδικασίας σκλήρυνσης με μείωση του χρόνου διατήρησης των προϊόντων.

Το πιο σημαντικό πράγμα κατά την ενανθράκωση του χάλυβα είναι μια καλά οργανωμένη διαδικασία και εξοπλισμός και πρώτες ύλες υψηλής ποιότητας. Η συμπαγής μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί στο σπίτι εάν έχετε σόμπα, καρμπυρατέρ και μεταλλικά καλούπια. Καθώς και ορισμένες δεξιότητες και ικανότητες που σχετίζονται με αυτή τη διαδικασία σκλήρυνσης χάλυβα.

Η ίδια η ενανθράκωση του χάλυβα είναι μια διαδικασία που βασίζεται στην ουσία του ότι είναι ο κορεσμός διάχυσης της επιφάνειας του συγκεκριμένου υλικού με επαρκή ποσότητα άνθρακα όταν θερμαίνεται σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον.

Τσιμεντοποίηση χάλυβα. Σκοπός της δράσης αυτής

Ο κύριος στόχος αυτής της διαδικασίας είναι ο εμπλουτισμός του ανώτερου στρώματος των εξαρτημάτων και στοιχείων της μηχανής με την απαιτούμενη ποσότητα άνθρακα, το ποσοστό του οποίου στην περίπτωση αυτή μπορεί να είναι 0,8-1,1%. Ως αποτέλεσμα αυτής της λειτουργίας, μετά τη σκλήρυνση, προκύπτει υψηλό επίπεδο σκληρότητας του υλικού, ενώ διατηρείται ο πλαστικός πυρήνας του. Αυτές είναι σημαντικές ιδιότητες αυτής της διαδικασίας.

ποικιλίες

Σύμφωνα με τον βαθμό αντοχής σχηματισμού πυρήνα, είναι σύνηθες να διακρίνουμε τρεις κύριες ομάδες επεξεργασμένου υλικού:

• Με μη ενισχυμένο πυρήνα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τσιμεντοειδείς ποιότητες όπως 10, 15, 20. Χρησιμοποιούνται σε εξαρτήματα με μικρές διαστάσεις και λειτουργίες χαμηλής ευθύνης. Σε αυτή την περίπτωση, κάτω από το τσιμεντοειδές στρώμα, κατά τη σκλήρυνση, ο ωστενίτης μετατρέπεται σε μείγμα φερρίτη-περλίτη.
• Με πυρήνα ασθενώς ενισχυμένο. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ποιότητες χρωμίου όπως 15Χ, 20Χ. Εδώ, το πρόσθετο κράμα με μικρές προσθήκες βαναδίου εξασφαλίζει την παραγωγή λεπτότερων κόκκων, γεγονός που οδηγεί σε βελτιωμένη ολκιμότητα και σκληρότητα του υλικού.
• Με εξαιρετικά ενισχυμένο πυρήνα. Οι χάλυβες αυτής της ομάδας χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων που έχουν μεγάλη διατομή ή πολύπλοκη διαμόρφωση και υπόκεινται επίσης σε σημαντικά φορτία κρούσης ή εκτίθενται σε σημαντικές εναλλασσόμενες τάσεις. Το νικέλιο εισάγεται σε αυτά (12Х2Н4А, 12ХНЗА, 20ХН). Λόγω της σπανιότητας αυτού του υλικού, μερικές φορές αντικαθίσταται με μαγγάνιο και χρησιμοποιείται μικρή ποσότητα βαναδίου ή τιτανίου για τη σύνθλιψη του κόκκου.

Βασικά, η ενανθράκωση χάλυβα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υψηλού ποσοστού της επιφανειακής σκληρότητας του εξαρτήματος, καθώς και για την επίτευξη υψηλής αντοχής στη φθορά, η οποία δημιουργείται με τη χρήση θερμικής επεξεργασίας μετά την καθορισμένη διαδικασία.

Ποια μέρη υπόκεινται σε αυτή τη λειτουργία;

Η ενανθράκωση χάλυβα χρησιμοποιείται για τα ακόλουθα προϊόντα:

- "δάχτυλα";

Μοχλοί;

- "σκουλήκια"?

Μέρη ρουλεμάν (μεγάλοι δακτύλιοι και κύλινδροι) κ.λπ.

Μέθοδοι τσιμεντοποίησης

Εάν υπάρχουν πολλοί τύποι του καθορισμένου υλικού, τότε καθένας από αυτούς θα εφαρμόσει τη δική του μεθοδολογία για αυτή τη διαδικασία. Συνήθως, ο χάλυβας που έχει σκληρυνθεί με θήκη μπορεί να δημιουργηθεί σε ποικίλες συνθήκες και περιβάλλοντα και σε απαιτούμενη θερμοκρασία από 850 έως 950 βαθμούς Κελσίου. Επομένως, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για αυτήν την ενέργεια:

1. Η διαδικασία της ενανθράκωσης που συμβαίνει στον στερεό καρμπυρατέρ. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή η χρήση οργανικών ουσιών (οστά ζώων, ξύλο κ.λπ.) και ανόργανων (κοκ) σε συνδυασμό με διάφορους ενεργοποιητές. Ο εμπλουτισμός σε άνθρακα θα συμβεί κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης οξείδωσής του. Η χρήση ενεργοποιητών σε αυτή την περίπτωση συμβάλλει στην καλύτερη και ταχύτερη πρόοδο. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την επίτευξη μεγάλων βάθους ενανθράκωσης. Είναι αποτελεσματικό στην παραγωγή τεμαχίων προϊόντων χάλυβα. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι πολύ εντάσεως εργασίας, συνεπάγεται μεγάλη δαπάνη προσπάθειας, χρόνου και ενέργειας.

2. Η διαδικασία της τσιμεντοποίησης που συμβαίνει υπό την επίδραση αερίων. Στη μέθοδο αυτή συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται εμπλουτισμένα αέρια (φυσικά, κύρια κ.λπ.) ή της κατηγορίας αδρανούς (άζωτο). Όλα εξαρτώνται από την ατομική προσέγγιση. Επιπλέον, ο χάλυβας με βάση το αέριο δημιουργείται με μικρό ποσοστό αλειφατικού προπανίου ή αλκανίων. Τις περισσότερες φορές, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε μεγάλης κλίμακας παραγωγή, αλλά είναι πολύ δαπανηρή από άποψη χρημάτων. Παρόμοια μέθοδος χρησιμοποιείται και στη θερμική παραγωγή. Σε αυτή την περίπτωση, μείγματα οργανικών υψηλομοριακών ενώσεων (για παράδειγμα, τερεβινθίνη, αιθυλική αλκοόλη κ.λπ.) εισάγονται σε έναν καυτό περιστροφικό κλίβανο, οι οποίοι, με τη σειρά τους, έχουν την ικανότητα να αποσυντίθενται υπό την επίδραση καταλυτών (νικέλιο).

3. Διαδικασία υγρής τσιμεντοποίησης. Χρησιμοποιείται σε κυανιούχα και μη κυανιούχα λουτρά. Κάθε ένα από αυτά τα περιβάλλοντα χαρακτηρίζεται από τα δικά του χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, τα λουτρά με κυάνιο δεν θεωρούνται αβλαβή. Συνήθως ταξινομούνται ως επικίνδυνοι φορείς όχι μόνο για το περιβάλλον, αλλά και για τον άνθρωπο. Επομένως, όταν εργάζεστε με τέτοιο υλικό, πρέπει να προσπαθήσετε να τηρείτε όλα τα προβλεπόμενα μέτρα ασφαλείας για να αποφύγετε δυσμενείς συνέπειες. Αλλά η μέθοδος που βασίζεται σε λουτρό χωρίς κυάνιο δεν συνιστάται για χρήση λόγω του γεγονότος ότι οδηγεί σε μη αναστρέψιμη ρύπανση του περιβάλλοντος και προκαλεί τεράστια ζημιά σε αυτό. Εάν αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούνται στην πράξη, είναι μόνο για να ληφθούν μικρά βάθη ενανθράκωσης.

Θερμική επεξεργασία προϊόντων με τσιμέντο

Αυτή η διαδικασία είναι επίσης ένα αρκετά σημαντικό στάδιο στην επεξεργασία των εξαρτημάτων. Εξάλλου, ακόμη και μετά την τσιμέντωση, το προϊόν δεν έχει υψηλό ποσοστό αντοχής στη φθορά και αξιοπιστία. Επομένως, το τελευταίο βήμα σε αυτή την περίπτωση είναι η εργασία σκλήρυνσης και σκλήρυνσης. Η διαδικασία σκλήρυνσης χαρακτηρίζεται από μια σειρά από χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Ολόκληρη η διαδικασία της τσιμεντοποίησης λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση της ανάπτυξης των κόκκων και η παραγωγή της σε όλη τη διατομή είναι άνιση και καταναλώνεται άνισα. Επομένως, η εργασία διακρίνει διάφορα στάδια σκλήρυνσης, καθένα από τα οποία συμβαίνει υπό ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας.

συμπέρασμα

Έχοντας εξετάσει τα παραπάνω, μπορούμε να πούμε ότι η οργάνωση αυτής της διαδικασίας στην κατασκευή προϊόντων χάλυβα είναι πολύ σημαντική. Αυτή η ενέργεια θα ενισχύσει σημαντικά το επιφανειακό στρώμα του εξαρτήματος. Εάν έχετε ορισμένες δεξιότητες σε αυτόν τον τομέα και έχετε τα απαραίτητα υλικά και εξοπλισμό, η ενανθράκωση χάλυβα μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σπίτι.