Газовая цементация

Процесс твердой цементации протекает весьма продолжительное время, что объясняется главным образом малой скоростью прогрева цементационного ящика, наполненного плохо проводящим гепло карбюризатором. Кроме того, много времени занимает упаковка изделий в ящики. Время цементации можно значительно сократить, если вместо твердого использовать карбюризатор в виде газовой среды. Такая цементация называется газовой. При газовой цементации изделия нагреваются в печах, через которые с определенной скоростью проходит цементирующий газ, содержащий углерод. Этот газ омывает изделия, а углерод поглощается поверхностью изделия и постепенно проникает вглубь. Для цементации применяют светильный газ (естественный и генераторный), а также газы, полученные путем пиролиза (разложения) керосина и масел.

Газовую цементацию осуществляют в печах непрерывного действия с муфелями и без муфелей. Цементирующий газ подается в печи по трубам. Широкое распространение получили также шахтные печи с вентилятором, в которых цементирующий газ получается прямо в рабочем пространстве печи при разложении керосина. Керосин вводят в печь капельницей в количестве 80 - 120 капель в минуту, а после достижения нужной температуры цементации подачу керосина уменьшают до 25 - 30 капель в минуту. Из капель керосина в печи при высоких температурах образуются газы, главным образом метан (СН4) и углерод. На московском станкостроительном заводе «Красный пролетарий» продолжительность процесса цементации изделий в шахтных печах типа Ц при использовании керосина.составляет:

при глубине слоя 0,3 - 0,5 мм 2,5 - 3,5 часа

при глубине слоя 0,5 - 0,8 мм 3,5 - 5,0 часов

при глубине слоя 0,8 - 1,0 мм 5,0 - 6,0 часов

при глубине слоя 1,0-1,5 мм 6,5-8,5 часа

Термическая обработка изделий после газовой цементации почти ничем не отличается от обычной. Основным преимуществом газовой цементации по сравнению с твердой является меньшая продолжительность процесса, так как отпадает необходимость нагревать ящики и твердый карбюризатор. Кроме того, достигается экономия средств, потому что не нужно доставлять и хранить большое количество твердого карбюризатора. Следует отметить также, что условия труда рабочих при газовой цементации значительно лучше, чем при твердой цементации. Указанные преимущества обеспечили широкое применение в машиностроении газовой цементации.

Работники Московского автомобильного завода им. Лихачева разработали и внедрили в производство способ скоростной высокотемпературной газовой цементации шестерен при нагреве токами высокой частоты. Цементация проводится при температуре 1100°, что позволяет значительно ускорить процесс насыщения поверхности изделия углеродом. Этот способ дает возможность получить цементированный слой глубиной в 1 мм за 50 мин., т. е. в 7 - 8 раз быстрее, чем при обычной газовой цементации. При скоростной газовой цементации хромомарганцево-титановых сталей (18ХГТ и 30ХГТ), отличающихся малой склонностью к росту зерна, одновременно осуществляется и их закалка (после подстуживания до температуры 870°).