Термическая обработка сталей

40 Детали, подлежащие цементации, и карбюризатор упаковывают в кон- тейнер (стальной ящик) и нагревают в печи до 910 – 930 °C. Рабочая смесь для цементации состоит из 25-30% свежего и 70 – 75% отработанного кар- бюризатора. Детали 3,4 закладываются в сварной металлический ящик 1 (муфель) и засыпаются рабочей смесью карбюризатора 2 (рисунок 21). Расстояния между деталями и стенками ящика должно быть 20 – 30 мм. Ящик закрыва- ют крышкой 5 и для герметизации щели обматывают огнеупорной глиной. Через отверстия, имеющиеся в крышке, для контроля глубины слоя в процессе цементации в ящик вставляют «свидетели» 6 (пробники). Ящик загружают в подогретую до 600 0 С печь, вместе с ней нагревают до темпе- ратуры цементации 900-950 0 С и выдерживают определенной время. Через некоторое время «свидетели» вынимают, закаливают, ломают и по излому определяют глубину цементованного слоя. Скорость цементации при толщине слоя 0,8…1,2 мм порядка 0,1 мм/ч. При нагреве уголь взаимодействует с кислородом остаточного воздуха по реакции 2C + O 2 → 2CO. Кроме того, оксид углерода образуется в результате реакции BaCO 3 + C → BaO + 2CO На поверхности деталей протекает ведущая процесс цементации реак- ция диспропорционирования, 2CO ↔ CO 2 + C в результате которой активный углерод адсорбируется насыщаемой поверхно- стью, находящейся в аустенитном состоянии, а CO 2 взаимодействует с углем, образуя новые порции CO. Таким образом, в результате обратимой реакции диспропорционирования углерод переносится на насыщаемую поверхность. При газовой цементации в качестве карбюризатора используют раз- бавленный природный газ (состоящий почти полностью из метана), кон- тролируемые атмосферы, получаемые в специальных генераторах, а также жидкие углеводороды (керосин, бензол и др.), каплями подаваемые в гер- метичное рабочее пространство печи, где они образуют активную газовую среду. Основная ведущая реакция при наличии метана CH 4 → 2H 2 + C. В ряде случаев (эндотермическая контролируемая атмосфера) при на- личии в газе CO возможна также реакция 2CO → CO 2 + C. В зависимости от состава газовой смеси и содержания углерода в стали атмосфера в рабо- чем пространстве печи может быть науглероживающей, обезуглероживаю- щей и нейтральной. Нейтральному составу газовой смеси соответствует