Хіміко-термічна обробка сталі

Така обробка металу змінює не тільки його структуру, а й хімічний склад його поверхні. Завдяки цьому деталь може мати в’язку серцевину, що витримує ударні навантаження, і високу твердість і стійкість проти впливу ззовні. Існує кілька способів хіміко-термічної обробки, але в умовах невеликій майстерні (тим більше в домашніх умовах) можна виконати тільки цементацію.

Цементація – насичення вуглецем поверхневого шару сталі без доступу повітря, у середовищі (карбюризаторі), що має значний уміст вуглецю. Цементують звичайно деталі з мало вуглецевих сталей, які після загартування поверхневого шару шліфують. Карбюризатори для цементації поверхневого шару стали можуть мати різний состав, але найпростіший такий, %:

Вуглекислий натрій або вуглекислий
барій (для відповідальних деталей) ……….10
Вуглекислий кальцій……………………………..3
Деревне вугілля……………………………………87

Карбюризатор можна приготувати з вуглекислого натрію (сода 6-10 %) і пиляного рога або торф’яного коксу ( 90-94 %). Дрібні або одиночні деталі цементують у пасті, що складається з таких компонентів, %:

Газова сажа………………………………………….8
Кальцинована сода…………………………….3,5
Жовта кров’яна сіль……………………………1,5
Веретенне масло………………………………….7
або
Голландська сажа…………………………….30
Кальцинована сода……………………………10
Веретенне масло………………………………40
Декстрин (клей) ………………………………20

Гарну пасту для цементації можна приготувати з художньої фарби «Газова сажа» (продають у тюбиках), до якої домішують частина за масою кальцинованої соди.
Місця на деталях, які не мають потреби в цементації, захищають проти цементаційними обмазками. Найпростіша обмазка – це вогнетривка глина з добавкою (10 %) азбестового бою. Замішують суміш на воді. Зручна в користуванні й такій обмазці, %: тальк-50, каолін – 25, вода – 25.
Розводять цю обмазку до потрібної щільності рідким склом або конторським силікатним клеєм. Закладають деталі в цементаційні ящики після висихання обмазки. Цементують так. У металевий ящик із кришкою на дно насипають карбюризатор шаром 30- 40 мм і на нього кладуть підготовлені (обмазані) деталі таким чином, щоб відстань між ними, а також між ними й стінками ящика становила біля 10-15 мм. Зверху деталі присипають карбюризатором шаром 30-40 мм, закривають кришкою, промащують її крайки вогнетривкою глиною й сушать.
Якщо для цементації використовують пасту, то деталь намазують нею шаром товще 3-4 мм, кладуть у ящик, закривають і також обмазують крайки кришки вогнетривкою глиною. Після висихання глини ящик поміщають у піч і витримують (температури 930—950 °С) протягом 1, 5-3 роки (із твердим карбюризатором 7-8 років). При цьому шар цементації досягає 1 мм. Іноді в ящику для цементації роблять отвору й у них вставляють 1-2 відрізки м’якого сталевого проведення діаметром 3-4 мм (пробник). Щілини добре обмазують вогнетривкою глиною. Через деякий час пробник виймають, отвір замазують глиною, а пробник перерізують і визначають глибину цементації, тобто доцільність подальшого прогрівання. Після цементації деталі прохолоджують разом з ящиком, потім нагрівають до температури 760— 780 °С. і гартують. Спрощена цементація. Невеликі деталі з мало вуглецевих сталей цементують такими способами:
жовтою кров’яною сіллю ( залізо-ціаністий калій). Для цементації деталь нагрівають, обсипають сіллю й знову нагрівають до розплавлювання солі (850 °С), потім виймають і гартують. При цьому шар цементації порівняно невеликий – близько 0,15 мм. Якщо необхідно збільшити його, деталь обсипають сіллю й нагрівають при зазначеній температурі протягом 1 год, потім відразу ж гартують, чавунними ошурками. Це старий ковальський спосіб «зміцнення в горні». Нагріту до білого кольору деталь, не виймаючи з горна, очищають дротовою щіткою й присипають чавунними ошурками, з яких вуглець переходить на поверхню деталі. Очищення й присипання повторюють кілька разів. Доцільно одночасно з ошурками присипати напружений виріб деревним вугіллям. Після цього виріб гартують відбудовним полум’ям пальника. Якщо в газовий пальник не дати досить кисню, вуглець, що є в ацетилені, не повністю згоряє й може переходити до складу металу на місці зварювання, тобто відбувається місцеве неглибоке науглеродовання. Коли ж одночасно застосувати як присадку сталеве проведення, що використовують в автоматах для наварювання шийок колінчатих і інших валів, товщину вуглецевого шару можна збільшити до 1-2 мм. Дивитеся також термічна обробка стали.

https://eaunioncn.com/himicheskoe-syre-ru/n-n-n-n-tetrametiletilendiamin/