Науглероживание в вакууме - это процесс, при котором металлические детали нагреваются в печи, заполненной маслом и науглероживающим составом. Целью этого процесса является повышение поверхностной твердости, износостойкости и коррозионной стойкости металлических деталей.
Процесс состоит из четырех основных этапов: подготовка, нагрев, охлаждение и очистка. На этапе подготовки металлические детали очищаются и обезжириваются для удаления грязи, масла или ржавчины. Цементирующий состав представляет собой смесь углеродистых материалов, таких как древесный уголь, графит или кокс, и добавок, таких как хром, марганец или кремний. Цементирующий состав помещается в контейнер и покрывается маслом. Затем металлические детали помещаются в контейнер и погружаются в масло.
На этапе нагрева контейнер помещают в вакуумную печь и нагревают до температуры от 800°C до 1000°C в течение нескольких часов. Вакуум предотвращает окисление и уменьшает газообразование в масле. Масло действует как переносчик углерода и других элементов из цементирующего состава на поверхность металлических деталей. Углерод диффундирует в металл и образует твердый слой, называемый оболочкой. Другие элементы образуют легирующие соединения, которые улучшают свойства оболочки.
На этапе охлаждения контейнер извлекается из печи и медленно охлаждается до комнатной температуры. Скорость охлаждения влияет на микроструктуру и твердость контейнера. При более медленном охлаждении получается более мягкий и вязкий корпус, а при более быстром - более твердый и хрупкий.
На этапе очистки металлические детали извлекаются из контейнера и очищаются растворителями или щелочными растворами для удаления излишков масла или цементирующего состава. После этого металлические детали готовы к обработке или использованию.
Науглероживание в масле под вакуумом - это широко используемый метод поверхностного упрочнения стальных деталей, таких как шестерни, валы, подшипники и инструменты. Она обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами, такими как науглероживание или азотирование. Некоторые из этих преимуществ следующие:
- Обеспечивает равномерную глубину и твердость по всей сложной форме и геометрии.
- Уменьшает деформацию и растрескивание металлических деталей из-за низких термических напряжений.
- Улучшает смазывающие и антифрикционные свойства металлических деталей благодаря присутствию масла.
- Позволяет точно контролировать содержание углерода и других элементов в корпусе путем регулировки состава и количества цементирующей смеси.
- Снижает загрязнение окружающей среды и энергопотребление за счет использования меньшего количества нефти и газа по сравнению с традиционными методами.