Metal gaz sementasyon (karbonlama) nedir?
Metal gaz karbonlama, metalin dış katmanına ilave karbon atomları ekleyerek düşük karbonlu çeliğin yüzey sertliğini artıran bir ısıl işlemdir. İşlem, çeliğin bir fırında, metal yüzeyinde ayrışan ve karbonu çelik kafese yayan metan veya karbon monoksit gibi karbon açısından zengin bir gazla ısıtılmasını içerir. Kasa olarak da bilinen karbonla zenginleştirilmiş katman, su veya yağda söndürüldüğünde sert ve aşınmaya dayanıklı hale gelirken, çeliğin çekirdeği yumuşak ve sert kalır.
Metal gaz karbonlama dişliler, miller, cıvatalar ve krank milleri gibi çeşitli bileşenlerin mekanik özelliklerini iyileştirmek için yaygın olarak kullanılır. İşlem, sıcaklık, zaman ve gaz bileşimine bağlı olarak 6,4 mm'ye kadar kasa derinlikleri üretebilir. Gazın metal yüzeyine karbon sağlama kabiliyeti olan gazın karbon potansiyeli, hidrokarbon ve taşıyıcı gaz (endotermik gaz gibi) oranı ayarlanarak kontrol edilebilir. Karbon potansiyeli ne kadar yüksek olursa, karbon difüzyonu o kadar hızlı olur ve kasa derinliği o kadar artar.
Metal gaz karbürleme, katı veya sıvı karbürleme gibi diğer yüzey sertleştirme yöntemlerine göre çeşitli avantajlara sahiptir. Fırın içindeki sıcaklık ve atmosfer üzerinde daha iyi kontrol sağlar, bu da daha düzgün ve tutarlı bir yüzey kalitesi ile sonuçlanır. Ayrıca, gaz deliklere ve dar boşluklara nüfuz edebildiği için karmaşık şekilli parçaların eşit şekilde işlenmesini sağlar. Ayrıca, zehirli kimyasallar içeren ve tehlikeli atık üreten sıvı karbürlemeye göre daha çevre dostudur.
Bununla birlikte, metal gaz karbürlemenin de bazı sınırlamaları ve zorlukları vardır. Bunlardan biri, ısıtma ve soğutma sırasında termal gerilmeler ve faz dönüşümleri nedeniyle parçaların bozulması ve çatlamasıdır. Bu sorunu en aza indirmek için dikkatli çelik kalitesi seçimi, ön ısıtma, karbürleme sonrası tavlama ve temperleme gereklidir. Bir başka zorluk da ısıtma sırasında metal yüzeyinin dekarbürizasyonunu veya oksidasyonunu önlemektir, bu da kasa sertliğini ve kalitesini düşürebilir. Fırında koruyucu kaplamalar veya inert gazlar kullanılarak bu durum önlenebilir.
Metal gaz karbonlama, düşük karbonlu çelik parçaların yüzey sertliğini arttırmak için çok yönlü ve etkili bir tekniktir. Bu sürecin ilkelerini ve parametrelerini anlayarak, çeşitli uygulamalar için performansını ve kalitesini optimize edebilir.