A member of AMG Advanced Metallurgical Group, N.V.

A- A+

Вакуумная цементация

Технологии
Цементация в вакууме и плазме являются вакуумными технологиями, где газ цементации находится под абсолютным давлением в несколько мбар. Для цементации используются углеводороды, например метан, ацетилен или пропан, причем пропан и ацетилен используются для цементации в вакууме.

Метан для достижения требуемого эффекта цементации требует дополнительного воздействия плазмы. Цементация в плазме с использованием метана имеет преимущество, если требуется частичная цементация. В этом случае на ту часть детали, которая не должна подвергаться цементации помещается съемный защитный металлический экран. Это легче, чем использовать пасту, которую трудно удалять.

1. Форсунка для впрыска топлива после частичной цементации в разрезе, 2. Типичные детали после цементации (автомобильные трансмиссии)

Применение цементации в вакууме
Цементация в вакууме с использованием  пропана или ацетилена применяется в большинстве случаев для деталей несложной геометрии. Однако было доказано, что ацетилен дает лучший выход по углеводороду из-за своей нестабильности и более высокого содержания углеродов на моль. Поэтому, используя ацетилен, можно без особых проблем производить цементацию даже плотно загруженных садок с деталями сложной геометрии.

Термическое разложение во время цементации

Газ

Цементации

Содержание углерода*

Выход углерода**

Метан CH4

75 %

< 3 %

Пропан C3H8

82 %

~ 25 %

Ацетилен C2H2

92 %

~ 60 %

* массовая доля

**  % от углерода, переданного в садку

Небольшое количество технологического газа проходит через рабочую камеру и удаляется вакуумными насосами. Параметры процесса напр. температура и проток газа, определяются в зависимости от требования к деталям и используются для управления процессом. Для достижения необходимого углеродного профиля  цементация сменяется этапом диффузии, весь процесс завершается этапом диффузии. Эта последовательность также является параметром системы управления. 

Преимущества процесса
По сравнению с цементацией в атмосфере цементация в вакууме имеет множество преимуществ. Из-за более высокой скорости подачи газа время цикла значительно сокращаются. В вакуумных установках можно получить более высокую температуру, что также сокращает время процесса, особенно для большей глубины слоя цементации.

Благодаря отсутствию кислорода (воздуха) качество и характристики поверхности деталей значительно улучшились.

1. различные детали для цементации в вакууме, 2. Типичная садка деталей коробок передач для цементации, 3. Процесс вакуумной цементации и закалки газом

Преимущества цементации в вакууме

·        Быстрая передача углерода
·        Отсутствие поверхностного окисления
·        Равномерность глубины слоя цементации
·        Возможность встраивания в производственную линию
·        Незначительный расход газа цементации
·        Можно проводить цементацию на высоких температурах.