„Cementálás (acél)” változatai közötti eltérés
[nem ellenőrzött változat] | [nem ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
formázás |
|||
1. sor:
'''Cementálás'''
széntartalmú, egyébként nem edzhető [[acél]] (C <0,1-0,3%) felületének széntartalmát dúsítják
későbbi (felületi) edzés céljából. A cementálás a betétedzés része.<ref>A cementálást és az azt követő edzést együttesen [[betétedzés]]nek nevezik.</ref>
A cementálás nagy hőmérsékletre hevített széntartalmú közegben történik, melynek során az
A szénben dúsult réteg vastagsága és széntartalma függ
▲A szénben dúsult réteg vastagsága és széntartalma függ az acél minőségétől és a cementálás körülményeitől: általában 0,5 mm és 2 mm közötti szénben dúsult (cementált) rétegvastagságot lehet elérni számottevő szemcsedurvulás nélkül.
== Alkalmazási terület ==
Cementálást olyan acélból készült alkatrészeken végeznek, amelyeknél
A cementált réteg magas széntartalma ellenére lágy, könnyen forgácsolható. A cementált réteg keménységét a cementálást követő [[edzés|edzéssel]] vagy nemesítéssel<ref>Nemesítésnek az edzés és az azt követő megeresztés együttes folyamatát nevezik.</ref>érik el.▼
▲Cementálást olyan alkatrészeken végeznek, amelyeknél követelmény működés közben a nagy felületi keménység ([[Rockwell-keménység|52-60-65 HRc]]).
▲A cementált réteg - hőkezelés nélkül - magas széntartalma ellenére lágy, könnyen forgácsolható. A cementált
== A cementálás módjai ==
* szénben végzett izzítás; A legrégebben ismert és legegyszerűbb technológia, melynek során
* faszénpor és [[bárium-karbonát]] katalizátor keverékébe ágyazott cementálandó munkadarabot légmentesen lezárják, majd villamos fűtésű kemencében 8-10 órán át 850°C - 950°C-on tartják, melynek során létrejön a megfelelő rétegvastagság.
* folyékony sófürdőben végzett cementálás; A folyékony sófürdőben végzett cementálás lényege, hogy a megolvasztott széntartalmú sófürdőbe ([[Kálium-ferrocianid|sárgavérlúgsó]]) mártott acéltárgynak
[[File:Computerised Heat Treatment Furnance.jpg|thumb|Modern, számítógép vezérlésű gázcementáló kemence]]
* gázcementálás; Leggyakrabban metánt vagy metanolt használnak erre a célra.
Az ipari gyakorlatban a legelterjedtebb a gázcementálás, a többi cementálási technológia már csak szórvány jelleggel fordul elő. A
A gázcementálás
* gyors,
25 ⟶ 24 sor:
* könnyen reprodukálható.
== A cementálás előnyei ==▼
== Cementálható acélfajták ==▼
* Megfelelő technológia alkalmazásával egyenletes, jó minőségű, szabályozott vastagságú, szénben dúsult réteg érhető el, amely a cementálást követő hőkezeléssel kopásálló, „üvegkemény” felületet és szívós magot képez.▼
Cementálható minden olyan acél, amelynek széntartalma a cementálás előtt 0,3% alatt van, így például a néhány szerkezeti acél és -acélcső (perselyek készítése). Kifejezetten cementálás céljára kifejlesztett acélfajták a [[betétben edzhető acél]]ok, amelyek ötvöző tartalmuk miatt a cementálást követő edzés után szívós maggal és finomabb szemcséjű cementált kéreggel rendelkeznek.▼
* Tömeggyártással nagyon olcsón gyártható alkatrészek készíthetőek (
Természetesen nem minden acél cementálható és nem mindenféle széntartalmú közeggel. A cementálás hatásossága a karbonpotenciáltól függ. ▼
* A technológiával bonyolult alkatrészek is elkészíthetőek: közbenső műveletek (például egyengetés, esztergálás) és utólagos műveletek (edzés, felületkikészítés, köszörülés, tükrösítés, stb.) megfelelő kombinációival.
== A cementálás hátrányai ==▼
=== Karbonpotenciál === ▼
* többnyire idő- és energiaigényes;▼
A cementáló közeg karbonpotenciálja azt fejezi ki, hogy a közeg az adott hőmérsékleten a cementálandó munkadarab ▼
* hosszú hőntartási idő miatt
felületén milyen széntartalmmal (karbontartalommal) tart egyensúlyt. Ha például valamely cementálószernek adott hőmérsékleten a karbonpotenciálja 1%, akkor az 1%-nál kisebb széntartalmú acél ''legfeljebb'' 1%-os karbontartalmúra cementálódik, a nagyobb mennyiségű szenet tartalmazó acél széntartalma viszont 1%-ra dekarbonizálódik (vagyis szenet veszít). ▼
* egyes alkatrészek a cementálást követő edzés során vetemedhetnek (például furatos fogaskerekek, bütykös tengelyek);▼
* szénvesztés (dekarbonizáció) is kialakulhat. A helyenként, foltokban kialakuló elégtelen széntartalom miatt viszont az alkatrész nem egyenletesen edződik be, lágyfoltosság alakul ki.<ref>Szombatfalvy Árpád: Szerkezeti elemek tervezésének technológiai szempontjai</ref>▼
* némely technológia
* sok esetben nem oldható meg a cementálási hőmérsékletről a cementálást követő edzés, ha például
** csak az alkatrész egyes felületeinek cementálására van szükség, akkor közbenső forgácsolással távolítják el a szükségtelenül cementálódott felületeket,
** karcsúbb kialakítású, a hőtől elvetemedett darab meleg egyengetése szükséges, stb.
Ilyen esetekben az edzési hőmérsékletre való ismételt felfűtés növeli a költségeket.
== A cementálás időigénye ==
A cementálás időigénye a cementáló tér (közeg és munkadarab) egyenletes, aránylag lassú felfűtéséből és a tényleges cementálási időből tevődik össze.
* szilárd (faszén+katalizátor) esetén óránként körülbelül 0,1mm szénben dúsult réteg keletkezik
* sófürdő alkalmazása esetén 850°C - 870°C-on 30 perc alatt 0,2-0,25mm cementált réteg keletkezik. Efölötti hőmérsékleten mérgező gázok keletkeznek a ciánsók párolgása miatt.
* gázcementálás esetén 930°C - 950°C-on 30 perc alatt 0,3-0,4mm cementált réteg keletkezik.
▲== Cementálható acélfajták ==
▲== A cementálás előnyei ==
▲Cementálható minden olyan acél, amelynek széntartalma a cementálás előtt 0,3% alatt van, így például a néhány szerkezeti acél és -acélcső (perselyek készítése). Kifejezetten cementálás céljára kifejlesztett acélfajták a [[betétben edzhető acél]]ok, amelyek ötvöző tartalmuk miatt a cementálást követő edzés után szívós maggal és finomabb szemcséjű cementált kéreggel rendelkeznek, mint az elektroacélok.
▲Megfelelő technológia alkalmazásával egyenletes, jó minőségű, szabályozott vastagságú, szénben dúsult réteg érhető el, amely a cementálást követő hőkezeléssel kopásálló, „üvegkemény” felületet és szívós magot képez.
▲Természetesen nem minden acél cementálható és nem mindenféle széntartalmú közeggel. A cementálás hatásossága a karbonpotenciáltól függ.
▲Tömeggyártással nagyon olcsón gyártható alkatrészek készíthetőek (pl. autóipar).
▲=== Karbonpotenciál ===
▲== A cementálás hátrányai ==
▲A cementáló közeg karbonpotenciálja azt fejezi ki, hogy a közeg az adott hőmérsékleten a cementálandó munkadarab
▲* többnyire idő- és energiaigényes;
▲felületén milyen
▲* hosszú hőntartási idő miatt a cementálandó acélban szemcsedurvulás következhet be;
A cementáló közeg adott karbonpotenciálja és az acél felületének széntartalma között a kinetikai feltételektől függően rövidebb-hosszabb idő alatt egyensúly áll be. A felület széntartalmának megnövekedése kémiai potenciálkülönbséget idéz elő a munkadarab belső részeihez képest, ez a diffúzió hajtóereje. Ha a cementáló közegből elegendő utánpótlást kap az acél felületétől befelé diffundáló atomos szén, akkor bizonyos idő elteltével dinamikus egyensúly áll be a közeg karbonpotenciálja és az acél felületének széntartalma között.
▲* egyes alkatrészek a cementálást követő edzés során vetemedhetnek (például furatos fogaskerekek);
▲* szénvesztés (dekarbonizáció) is kialakulhat. A helyenként, foltokban kialakuló elégtelen széntartalom miatt viszont az alkatrész nem egyenletesen edződik be.<ref>Szombatfalvy Árpád: Szerkezeti elemek tervezésének technológiai szempontjai</ref>
▲* némely technológia mellékterméke veszélyes hulladéknak számít, például a faszenes cementálóközeg a használt bárium-klorid, bárium-karbonát katalizátor miatt. A ciános sófürdő kifejezetten veszélyesnek számít.
== Jegyzetek ==
|