Технология за газово карбуризиране
Ако отделни части на детайла трябва да бъдат защитени от циментиране, се използват различни защитни покрития. Най-добри резултати се получават чрез галванопластика с тънък слой мед. Този метод е икономически изгоден по отношение на масовото производство. По-прост и по-достъпен начин за защита срещу циментиране е покриването на повърхността със специални покрития. Съставите на някои от тях са дадени в табл. 5.
Таблица 5 Състави на защитни покрития по време на фугиране
| Име на компонентите | Съдържание (по маса),% | Бележки |
| Талк Бяла глина Вода | 50 25 25 |
Към сместа се добавя течно стъкло до кремообразна консистенция.
Сместа се разрежда върху течно стъкло (1 част от сместа и 3 части течно стъкло)
Сместа се разрежда с вода. предпочитан за дупки
Сместа се омесва върху колофонов лак до кремообразна консистенция.
Покритието се нанася върху повърхността на детайла с полутвърда четка на слой с дебелина 2-3 mm и след това се суши на въздух или в сушилня.
При циментиране с газов карбуратор, състоящ се от смес от ендогаз (или екзогаз) и природен газ, циментиращата активност на атмосферата се контролира лесно чрез промяна на съотношението им: с увеличаване на съдържанието на природен газ, циментиращата активност се увеличава. При използване на суров природен газ или течни карбуратори, което се практикува при работа нашахтови пещи, регулирането на състава на атмосферата е трудно. Частично това се постига чрез промяна на захранването на карбуратора. Освен това има трудности във връзка с образуването на сажди и кокс: необходимостта от редовно почистване на пещите, неравномерно карбуризиране и влошаване на качеството на повърхността на детайлите. Независимо от това, карбуризирането с течен карбуратор и суров природен газ е много по-ефективно от карбуризирането с твърд карбуризатор и затова такива процеси се използват в много заводи: Novokramatorsk Mashinostroitelny im. В. И. Ленин, Ждановски тежко машиностроене. 50-годишнина от Великата октомврийска социалистическа революция, трактор Челябинск и др.
При фугиране в шахтови пещи детайлите се зареждат в кошове или върху приспособления. Кошниците се монтират във фурната една върху друга по 2-3 броя. При прекомерно натоварване на кошовете се затруднява циркулацията на газове, което влошава качеството на карбуризирането. При обработката на средни и големи части е много по-ефективно да се използват различни устройства, върху които частите са окачени или подредени (фиг. 60). Използването на такива устройства не само подобрява циркулацията на газовете, но също така намалява времето за товарене и разтоварване, по време на което частите, намиращи се в открита пещ при висока температура, се подлагат на окисляване.
Ориз. 60. Устройство за карбуризиране на зъбни колела в шахтова пещ:
1 - основа; 2 - прът за транспортиране; 3 - щифтове
Частите се зареждат в пещта, след като тя е загрята до работна температура. Веднага след зареждането на студения заряд температурата в пещта ще намалее с около 150-200°C. През този период карбуризацията практически не се случва, но е необходимо въвеждането на карбуризатор в пещта, за да се изтласка въздухът от нея. За тази целзахранването на карбуратора се задава в рамките на 30-50% от потреблението му през периода на фугиране (Таблица 6). Количеството карбуризатор, което трябва да бъде въведено в пещта по време на работния период на карбуризиране, зависи от редица фактори: общата повърхност на карбуризираните части, размера на пещта, температурата на процеса, херметичността на пещта и т.н. Така например, ако пещта не е достатъчно стегната, тогава въздухът може да бъде засмукан в работното пространство и ще е необходима по-голяма консумация на карбуризатор.
Таблица 6 Разходни норми на карбуризатори за газово карбуризиране в пещи с различни размери
* Приема се, че 1 cm 3 карбуратор съдържа 22 капки.
В шахтовите пещи се използва широко капковият метод за подаване на течен карбуратор, което също въвежда грешка при определяне на скоростта на потреблението му, тъй като размерът на капката зависи от вискозитета на течността, размера на изхода на капкомера и т.н. В тази връзка, дадени в табл. 6 данните за разхода на карбуратори са ориентировъчни.
Въпреки това, при капков метод за захранване на карбуратор, регулирането на потока му е трудно, тъй като отчитането капка по капка не е достатъчно точно и измерването на потока с мерителна чаша е усърдна работа, която изисква допълнителни работни часове. В това отношение дозираната доставка на течен карбуратор с помощта на помпи има неоспорими предимства.
Много по-добри резултати се получават при фугиране в безшумни непрекъснати агрегати. Карбуризиращите пещи в такива агрегати имат няколко зони, които се различават както по температура, така и по състава на атмосферата на пещта. За поддържане на желания състав на атмосферата между зоните са предвидени сводести разделителни стени и освен това газовите потоци са насочени по специален начин.
Има агрегати, в които пещите са разделени на камери според броя на зоните и необходимият състав на атмосферата се поддържа надеждно във всяка камера.
Поддържането на желания състав на атмосферата се извършва автоматично с помощта на специални устройства. Работата на такива устройства се основава на принципа на определяне на температурата на точката на оросяване. Това е температурата, при която водните пари започват да кондензират в атмосфера с даден състав. Тази температура е чувствителна към промените в състава на атмосферата. Устройството разполага с огледало, което последователно се нагрява и охлажда. В момента, в който огледалото се замъгли по време на периода на охлаждане, т.е. парите кондензират, температурата се фиксира. Това е температурата на точката на оросяване на атмосферата с даден състав. Ако тази температура не отговаря на дадената (т.е. на дадения състав на атмосферата), тогава сигналът се предава на дозиращите устройства, които коригират подаването на газ към състава, съответстващ на дадения.
С оглед на гореизложеното става ясно защо частите, доставяни за карбуризиране в непрекъснати агрегати, трябва да имат чиста повърхност: наличието на грес и други замърсители може да повлияе на състава на атмосферата на пещта. В тази връзка модерните агрегати разполагат с инсталации за измиване и изсушаване на детайлите преди фугиране.
Заводът за автомобилно оборудване в Рязан на производственото обединение ЗИЛ разполага с модерна автоматична линия за фугиране с капацитет 500 кг/ч. Линията включва перална машина и сушилна камера за измиване и сушене на части преди карбуризиране. Възможно е да се въведе амоняк в работното пространство на пещта малко преди края на процеса, за да се предотврати вътрешно окисление.
Непрекъснатите агрегати се използват и за фугиранечасти, изработени от хром-никелови стомани, които не могат да бъдат закалени директно от карбуризиращо нагряване.
В Уралския автомобилен завод за зъбни колела от стомана 12X2H4A е въведена обработка на безшумна единица в непрекъснат цикъл. В този случай се извършват следните операции: карбуризиране в първа и втора зона на пещта при температура 930°C; изотермична експозиция в третата зона на пещта при 580°C; нагряване в четвърта зона до 830°С; закаляване в масло при температура 125°C; ваканция при температура 150°C.