Высокопроизводительный способ цементации сталей специальной пастой

В. Т. МОРОЗОВ
ISSN 0026-0819. «Металловедение и термическая обработка металлов», № 4. 1963 г.

Цементация имеет большое практическое значение как метод поверхностного упрочнения на среднюю глубину (0,6-2 мм). Исходным материалом для цементации служат низкоуглеродистые легированные стали.

Мы применяли пасту, в состав которой входят 85 вес. частей газовой сажи, 10 вес. частей кальцинированной соды, 5 вес. частей железосинеродистого калия, 200 вес. частей отработанного веретенного масла.

Пасту приготовляют в пастомешалках, но можно приготовлять ее вручную (если требуется малое количество).

Для приготовления пасты следует:
1) взвесить компоненты; 2) растолочь и просеять через сито с отверстием 0,5 мм железосинеродистый калий; 3) влить в пастомешалку навеску веретенного масла; 4) засыпать в пастомешалку половину навески сажи и перемешивать в течение 5 мин; 5) при перемешивании добавлять небольшими порциями кальцинированную соду и железосинеродистый калий; 6) всю массу перемешивать и растирать в течение I ч до исчезновения комьев. Срок хранения пасты не ограничивается.

Пасту слоем 3-4 мм наносят на цементуемую часть детали. Поверхности, не требующие цементации, покрывают обмазкой предохраняющей от науглероживания. Состав обмазки: 40 % шамота, 60 % огнеупорной глины, жидкое стекло добавляют до образования тестообразного состояния. Подготовленные детали укладывают в ящики (муфели) и сверху обмазывают огнеупорной глиной с шамотом.

Процесс цементации. Муфели с деталями загружают в камерную печь, подогретую до температуры цементации (920-930 °). Выдержка зависит от глубины слоя. Примерная скорость цементация 1 мм поверхностного слоя в час. Слой цементации контролируется по излому образцов-свидетелей. В поверхностном слое должно быть 0,9-1 % С. После окончания цементации детали вместе с муфелем охлаждают на воздухе или закаливают непосредственно из муфеля. Затем детали закаливают обычным способом. Микроструктура поверхностного слоя после закалки состоит из мелкоигольчатого мартенсита и цементита.

Твердость поверхностного слоя после закалки HRC 56-60. Цементация с применением пасты в 3-4 раза производительнee, чем цементация в твердом карбюризаторе.

Использование пасты позволяет получить цементационный слой одинаковой глубины по всему сечению, и одинаковой твердости по всей поверхности детали.

Описанный процесс прост, не требует дорогостоящих материалов и дополнительных установок; его можно применять для цементации крупных и мелких деталей.