Цементация — насыщение поверхностного слоя низкоуглеродистой стали углеродом. После закалки и низкого отпуска поверхность получает высокую твёрдость и износостойкость, а сердцевина остаётся вязкой. Так упрочняют шестерни, пальцы, валы и оси.
Какие стали цементуют
Стали с содержанием углерода 0,1–0,25 %: 15, 20, 20Х, 18ХГТ, 12ХН3А, 20ХГНМ и аналогичные.
Способы
Промышленная газовая цементация требует герметичных печей с контролируемой атмосферой. Цементацию в твёрдом карбюризаторе можно выполнять в обычной камерной электропечи: насыщение идёт внутри закрытых ящиков.
Карбюризатор и ящики
• Карбюризатор — древесный уголь с добавкой углекислого бария и углекислого кальция (готовый — по ГОСТ 2407). Смесь отработанного и свежего карбюризатора используют повторно.
• Ящики — из жаростойкой стали, по размеру садки. Детали укладывают слоями, пересыпая карбюризатором: 10–20 мм между деталями и 20–30 мм до стенок ящика.
• Крышку обмазывают огнеупорной глиной, чтобы газ не выходил из ящика.
• В ящик кладут образцы-свидетели из той же стали — по ним определяют глубину слоя.
Режим
Цементация идёт при 900–950 °C. Время отсчитывают от прогрева ящиков насквозь, а не от выхода печи на температуру. Скорость насыщения — около 0,1 мм в час: для слоя 1 мм нужно ориентировочно 8–10 часов выдержки. Ящики крупнее — прогрев дольше, поэтому садку в печи набирают из ящиков одного размера.
После цементации
• Ящики охлаждают, детали извлекают.
• Закалка — с 760–850 °C в зависимости от марки, затем низкий отпуск при 150–200 °C.
• Контроль — твёрдость поверхности (обычно HRC 58–62) и глубина слоя на шлифе образца-свидетеля.
