Упрочнение корпуса: Преимущества, процесс, типы и применение

Металлы, используемые для изготовления деталей, закаливаются различными методами. Необходимость закалки этих металлов обусловлена особенностями их применения, чтобы металлические детали оставались долговечными и прочными. Если вы хотите узнать, что такое закалка, прочтите приведенное ниже руководство.

Обзор упрочнения корпуса

Что такое упрочнение корпуса？

Закалка - это метод термической обработки, при котором металлический объект подвергается закалке с внешней стороны, в то время как внутренняя часть остается мягкой. Это создает слой твердости на поверхности и делает его устойчивым к усталости и износу.

Материалами для закалки обычно служат низкоуглеродистая сталь или чугун. Используемый материал определяет качество конечного продукта. Существует множество методов, которые могут быть использованы при закалке, и некоторые из них - азотирование, карбонитрирование, науглероживание и цианирование.

Цель упрочнения корпуса

Закалка - это метод, при котором материал обрабатывается и его внешняя поверхность становится твердой, а внутренняя сердцевина остается мягкой. Это создает тонкий слой покрытия на детали и придает ей прочность.

Закалка повышает усталостную прочность металла и делает его прочным и износостойким. Закалка также делает деталь эффективной и свариваемой.

Преимущества упрочнения корпуса

Процесс закалки имеет ряд преимуществ, которые заключаются в следующем:

• Прочность деталей увеличивается за счет добавления слоя твердого материала, что делает их долговечными.
• Твердый верхний слой на компоненте делает его пригодным для обработки в условиях применения тяжелых деталей.
• Закалка в корпусе делает детали устойчивыми к разрушению и растрескиванию и обеспечивает их свариваемость.
• На поверхность наносится предписанное покрытие, которое повышает устойчивость к коррозии.
• Внешний вид стали улучшается благодаря закалке, которая придает ей глянцевый блеск.

Недостатки упрочнения корпуса

Закалка в гильзах, имея свои преимущества, имеет и недостатки. Некоторые из недостатков этого процесса заключаются в следующем:

• Процесс этот дорогостоящий, требует опыта и специальных инструментов.
• В ходе процесса происходит изменение твердости, что влияет на прочность металла. В процессе металл может деформироваться.
• Также увеличивается вероятность образования трещин и сколов, что влияет на срок службы металла.
• При неправильном выполнении процесса восприимчивость металла к коррозии возрастает.

Процесс закалки корпуса

Процесс закалки корпуса может быть выполнен в четыре этапа, которые заключаются в следующем:

Активация

Пассивный оксидный слой удаляется, что препятствует диффузии углерода и азота на поверхности сталь, и он активируется.

Покрытие

Затем на активную поверхность наносится слой углерода или азота, который улучшает диффузию.

Диффузия

Компонент из стали нагревается при температуре свыше 900 градусов Цельсия в течение многих часов, при этом среда насыщается азотом и углеродом. Затем слой закаленной стали сохраняется, чтобы атомы углерода и азота появились на поверхности.

Закаливание

Закаленная деталь подвергается отпуску и закалке, чтобы улучшить механические характеристики детали.

Виды методов упрочнения корпуса

Когда речь заходит о закалке стали, можно использовать различные методы, которые рассмотрены ниже.

Нагрев и закалка

Для достижения определенных качеств материала, например твердости, используется процесс нагрева и закалки. Это метод термической обработки, при котором металл сначала нагревают при высокой температуре, а затем охлаждают в жидкости. В результате такого нагрева и охлаждения металлы закаляются, и их структурные характеристики изменяются.

Науглероживание

Низкоуглеродистая сталь состоит в основном из металла, который подвержен науглероживание. Процесс включает в себя нагрев металла в среде с углеродом, который помогает создать слой на поверхности металла. Существуют различные методы науглероживания, которые повышают коррозионную стойкость, прочность и износостойкость.

Азотирование

Азотирование - это процесс, обычно применяемый для низколегированных марок стали. Эти металлы нагреваются в среде, содержащей азот; иногда азот подается через электрический разряд. Азотирование включает в себя различные процессы, которые повышают трение, твердость и прочность.

Цианирование

Процесс цианирования заключается в нагревании железного сплава в цианистой соли, в результате чего поверхность сплава поглощает азот и углерод. За процессом цианирования следуют закалка и отпуск, чтобы достичь необходимой прочности.

Карбонитрирование

Карбонитрирование - это процесс, при котором металл нагревается в присутствии азота и углерода, и эти два элемента внедряются в поверхность металла. Это приводит к закалке в корпусе. Процесс карбонитрирования приводит к тому, что деталь приобретает износостойкость и твердость.

Ферритное нитроуглеродистое покрытие

Ферритное нитроуглеродистое твердение различных типов железа, легированных сталей и их металлов. Компоненты сначала очищаются, и процесс происходит в ферритной фазе. Ее температура составляет около 570 градусов Цельсия, а на поверхности диффундирует слой углерода и азота.

Какие типы металлов могут подвергаться закалке?

Существуют различные типы металлов, которые можно подвергать закалке, и вот некоторые из них:

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь наплавляется углеродом при высокой температуре, и количество углерода в ней колеблется от 0,1 до 0,25%. Когда углерод диффундирует по поверхности стали, содержание углерода увеличивается, делая ее более твердой. Внутренняя сердцевина низкоуглеродистой стали вязкая, а внешняя - твердая, что обеспечивает устойчивость к износу и коррозии.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь закаляется путем введения в нее азота и углерода при высокой температуре. Поверхность нержавеющей стали таким образом упрочняется и сохраняет высокую коррозионную стойкость.

Чугун

Чугун также закаливается с помощью процесса корпусной закалки, при котором азот и углерод вводятся при высокой температуре, чтобы поверхность стала твердой. Процесс закалки также повышает износостойкость металла.

Высокоуглеродистая сталь

При закалке высокоуглеродистой стали необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Внутренняя сердцевина должна быть предварительно защищена, и такие сплавы необходимо нагревать при высоких температурах. После нагрева необходимо ввести слишком много углерода, что сделает внутренний слой вязким, а внешний - твердым.

Инструментальная сталь

Инструментальная сталь закаливается путем наплавки элементов и последующей закалки. Углерод, используемый в процессе закалки, влияет на твердость, и в этом случае также необходима тщательная закалка.

Типичные области применения закалки в корпусе

Упрочнение корпуса применяется в следующих областях:

• Распределительные валы
• Станки
• Режущие инструменты
• Аэрокосмические детали
• Кузнечный пресс
• Стержни
• Металлопрокатное оборудование
• Автомобильные запчасти

Заключение

Закалка в корпусе по-разному улучшает механические свойства металлов и делает их пригодными для различных применений. Если вам требуется закалка деталей, мы в DEK может предложить вам эту услугу. Мы предлагаем различные методы закалки и выбираем их в зависимости от природы вашего материала и требований к применению.

Вопросы и ответы

Какова температура закалки корпуса?

Температура закалки колеблется от 871 до 954 градусов Цельсия.

Как происходит упрочнение корпуса при сушке?

Упрочнение при сушке происходит, когда внешний поверхностный слой металла высыхает быстрее, чем внутренний.

Как удалить оксидное покрытие с закаленных деталей?

Дробеструйная обработка - это распространенный процесс, который помогает удалить слой оксида с закаленных деталей.

Как измеряется твердость после закалки?

Твердость измеряется различными методами, например, по Кнупу, Виккерсу, Роквеллу и Бринеллю. Выбор метода зависит от таких факторов, как требуемая точность, тип материала и глубина закалки.