Глава 32. Термическая и химико-термическая
обработка стали
Закалка токами высокой частоты, химико-термическая обработка
Закалка токами высокой частоты (т. в. ч.). Для закалки
поверхности т. в. ч. вокруг детали, например шейки вала, помешают
индуктор, представляющий собой медную трубку, охлаждаемую изнутри водой,
по которому пропускается ток высокой частоты. За счет индуктирования
тока в закаливаемой детали поверхность ее быстро нагревается до
температуры закаливания, после чего ток выключают и через отверстия во
внутренней поверхности индуктора подают на деталь под давлением воду.
Поверхностная закалка т. в. ч. значительно повышает износостойкость
деталей.
Токами высокой частоты закаливают шейки коленчатых валов,
распределительные валы (кулачки, шестерню, эксцентрик), поршневые
пальцы, валики масляных и водяных насосов, рессорные пальцы, шкворни,
пальцы шаровых соединений рулевых, тяг и т. д.
Химико-термическая обработка. Цементация дает возможность
повысить твердость поверхностного слоя детали при сохранении вязкой
сердцевины и применяется для деталей, работающих на трение и
подвергающихся ударной нагрузке. Она состоит в науглероживании
поверхностного слоя мягкой стали,, содержащей не более 0,2% углерода, на
глубину до 2 мм. Так как при этом изменяется не только структура, но и
химический состав слоя, то этот способ относят к химико-термической
обработке.
Науглероживание производят путем нагрева деталей вместе с веществами,
богатыми углеродом, - карбюризаторами, которые при нагреве выделяют
углерод и насыщают им поверхностный слой деталей до 0,8-1,0%.
Карбюризаторы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Твердые
карбюризаторы содержат древесный уголь и Ю-30% углекислых солей (поташ,
соду, углекислый барий), добавляемых для ускорения процесса. Места
деталей, не подлежащие цементации, покрывают специальной пастой или
омедняют. Детали укладывают в железный ящик и засыпают карбюризатором
так, чтобы толщина его слоя между деталями была от 15 до 30 мм; щели
замазывают глиной, и ящик помешают в холодную печь. Продолжительность
нагрева печи до температуры 900-950° - 5-6 час.; выдержка в печи - 4-8
час.
Сталь после цементации получает крупнозернистое строение, что понижает
ее прочность; поэтому цементованные детали после охлаждения их вместе с
печью подвергают закалке и отпуску.
В результате такой обработки поверхностный слой деталей приобретает
большую твердость и хорошо сопротивляется истиранию, а сердцевина,
содержащая мало углерода, остается мягкой, вязкой и выдерживает ударные
нагрузки без поломок.
Цементации подвергают поршневые и рессорные пальцы, валы и шестерни
коробок передач и главных передач, кулачки распределительных валов,
крестовины карданов и сателлитов, шкворни и т. д.
На автомобильных заводах применяют скоростную газовую цементацию газом с
большим содержанием метана и окиси г углерода. Например, газовая
цементация шестерен на глубину 0,8-1,0 мм при температуре 1080° (нагрев
токами высокой частоты) осуществляется за 45-50 мин.
