Закалка корпуса углерода

Цель закалки карбонового корпуса для отливок и поковок

Основными целями упрочнения карбонового корпуса являются:

• Твердость поверхности и износостойкость: для повышения твердости и износостойкости поверхности компонента, что делает его идеальным для деталей, подверженных истиранию, трению и износу.

• Устойчивость к усталости: для повышения способности компонента выдерживать циклическую нагрузку, снижая риск отказа от усталости.

• Прочность сердечника: для поддержания прочности и пластичности материала сердечника, обеспечивая прочный, ударопрочный центр, обеспечивая при этом закаленный, износостойкий внешний вид.

• Улучшенная долговечность: продлить срок службы компонентов за счет создания слоя твердой поверхности, который устойчив к износу и сводит к минимуму риск деградации поверхности.

• Селективная закалка: выборочно затвердеть определенные участки детали, что делает ее пригодной для компонентов с различными требованиями к твердости в разных регионах.

Процесс закалки карбонового корпуса для отливок и поковок

Процесс упрочнения карбонового корпуса включает в себя несколько ключевых этапов:

1. Подготовка:

• Отливка или ковка очищаются для удаления любых оксидов, смазки или загрязнений, которые могут помешать процессу цементации. Это может включать пескоструйную обработку, ультразвуковую очистку или химическую очистку, в зависимости от сложности и материала детали.

2. Науглероживание:

• Компонент нагревается в цементационной атмосфере-обычно в богатом углеродом газе, таком как метан, пропан или монооксид углерода, или в твердой цементационной среде, такой как уголь или графит. Этот процесс нагрева осуществляется при температурах от 850 ° C до 1000 ° C (от 1562 ° F до 1832 ° F).

• Атмосфера цементации позволяет атомам углерода диффундировать на поверхность материала. Содержание углерода во внешнем слое увеличивается, создавая закаленный «корпус», в то время как внутреннее ядро сохраняет свое первоначальное содержание углерода и прочность.

3. Замачивание:

• После того, как компонент достиг желаемой температуры цементации, он удерживается при этой температуре в течение определенного периода, известного как время замачивания. Период замачивания позволяет углю диффундировать в поверхность на глубину, которая соответствует требованиям твердости и износостойкости.

• Глубина корпуса может варьироваться в зависимости от материала и предполагаемого применения, обычно от 0,5 мм до 3 мм (от 0,02 до 0,12 дюйма) для большинства деталей, хотя для конкретных применений могут быть достигнуты более глубокие корпуса.

4. Закалка:

• После цементации компонент быстро охлаждается (закаляется) в жидкой среде, такой как масло, вода или рассол. Быстрое охлаждение приводит к тому, что внешняя поверхность, которая имеет более высокое содержание углерода, превращается в мартенситную микроструктуру, увеличивая твердость поверхности.

• Закалка также помогает зафиксировать желаемые свойства материала, быстро запирая атомы углерода в структуре, создавая прочный, износостойкий корпус.

5. Закалка (необязательно):

• После закалки деталь часто закаляют, чтобы уменьшить хрупкость закаленной поверхности и достичь желаемого баланса твердости и прочности.

• Процесс отпуска включает в себя повторный нагрев детали до более низкой температуры (обычно от 150 ° C до 650 ° C или от 302 ° F до 1202 ° F), удерживая ее в течение определенного периода времени, а затем позволяя ей медленно остыть. Это помогает улучшить общую прочность корпуса, сохраняя при этом преимущества твердости поверхности.

6. отделка Пост-обработки:

• После закалки (при необходимости) компонент может пройти дополнительные процессы, такие как шлифовка или полировка для достижения окончательных размеров и отделки поверхности. Это гарантирует, что деталь соответствует требуемым допускам и качеству поверхности для ее предполагаемого применения.

Преимущества закалки корпуса углерода для отливок и поковок

1. Повышенная твердость поверхности и износостойкость:

• Закалка корпуса из углерода значительно повышает твердость поверхности компонента, что делает его идеальным для деталей, которые испытывают высокий износ и истирание. Закаленный корпус устойчив к деградации поверхности, обеспечивая длительную защиту от трения.Ионы, эрозия и другие повреждения, связанные с износом.

2. Повышенная усталостная прочность:

• Создавая прочную сердцевину и твердую износостойкую поверхность, упрочнение карбоновым корпусом улучшает усталостную прочность компонента. Это делает процесс особенно полезным для деталей, подверженных многократной загрузке и разгрузке, таких как шестерни, распределительные валы и коленчатые валы.

3. Поддержание прочности ядра:

• Одним из основных преимуществ упрочнения карбонового корпуса является то, что он позволяет компоненту сохранять жесткий, пластичный сердечник, обеспечивая при этом жесткий, износостойкий внешний вид. Этот материал с двойным свойством идеально подходит для деталей, которые должны выдерживать ударные и ударные нагрузки, выдерживая при этом поверхностный износ и усталость.

4. Селективная закалка:

• Углеродное упрочнение корпуса позволяет выборочно упрочнять конкретные области компонента, что полезно для деталей, которые испытывают различные напряжения в разных регионах. Например, шестерни могут быть закалены в областях зубьев, которые испытывают самый высокий износ, в то время как сердечник шестерни остается жестким, чтобы выдерживать силы изгиба.

5. Улучшенная долговечность компонентов:

• Закаленный внешний слой продлевает срок службы компонентов, предотвращая износ и уменьшая вероятность повреждений, связанных с поверхностью. Это особенно важно в высокопроизводительных приложениях, где надежность компонентов имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной работы системы и предотвращения дорогостоящего ремонта.

6. Экономически эффективный процесс:

• Закалка корпуса углерода является относительно экономически эффективным методом улучшения свойств отливок и поковок. Он обеспечивает существенное улучшение износостойкости и усталостной прочности без необходимости дорогостоящего легирования или сложных термических обработок.

Применение закалки корпуса углерода для отливок и поковок

Закалка корпуса углерода широко используется в отраслях промышленности, где детали подвержены высокому износу, усталости и механической нагрузке. Некоторые из наиболее распространенных приложений включают в себя:

· Автомобильная промышленность:

Шестерни, распределительные валы, коленчатые валы, осевые валы и другие компоненты трансмиссии, требующие высокой износостойкости и усталостной прочности.

Седла клапанов, коромысла и компоненты, которые должны противостоять износу и деградации поверхности, сохраняя при этом жесткий сердечник.

· Тяжелая техника:

Такие компоненты, как шестерни, оси, валы и другие детали, используемые в строительной, горнодобывающей и сельскохозяйственной технике, где высокая износостойкость необходима для длительной эксплуатации в суровых условиях.

· Энергетический сектор:

Оборудование для производства электроэнергии, такое как детали турбин и напорные клапаны, которым требуется высокая твердость поверхности для длительной службы при экстремальных тепловых и механических нагрузках.

· Инструменты и штампы:

Умереть, прессформы, и компоненты тоолинг используемые в металле формируя, штемпелюя, и инжекционном методе литья, где поверхностная твердость имеет решающее значение.