Изобретателю на заметку: Сборник простых технологий для НИОКР - страница 5

Такой шаг позволяет одновременно завершить насыщение углеродом и снять напряжения в поверхностном слое.

Рис. № 5. «Пакет» из двух втулок

Шаг 3: Закалка – прочность рождается в масле

После цементации начинается ключевой момент – термозакалка. Печь прогревается до 860 C. Заготовка доводится до температуры, при которой структура будущего закалённого слоя становится аустенитной – идеально подходящей для последующего превращения в мартенсит с предельной твёрдостью.

Время выдержки рассчитывается по толщине заготовки: в самом массивном месте – 40 мм – 1 мин/мм – 7 минут 30 секунд.

Перед стартом отсчёта сварщик приоткрывает крышку печи и проверяет визуально: как только нижняя часть втулки сравнялась по цвету с окружающей печкой (вишнёво-красный оттенок), начинается отсчёт полного времени.

– По истечении времени втулки извлекаются и мгновенно погружаются в масло.

– Осуществляется агрессивное охлаждение с быстрым движением вверх-вниз – это сбивает паровую рубашку и предотвращает образование пузырей на поверхности.

– После стабилизации поверхность не трогают – оставляют для естественного охлаждения.

Рис. № 6. Масляная ванна для быстрой закалки и сбивания паровой оболочки

Шаг 4: Финальная нормализация

Финальный аккорд – низкотемпературный отпуск (восстановление баланса твёрдости и пластичности) в течение 3 часов при 280 C. Это позволяет сбалансировать внутренние напряжения, сформировать устойчивую структуру цементированного слоя, и готовит металл к эксплуатации.

В результате: твёрдость поверхности достигает 66 HRC. Внутри при этом сохраняется умеренно вязкая структура, способная выдерживать ударные нагрузки и рассеивать вибрации.

Результат – прецизионные втулки для узлов с высокой механической нагрузкой, изготовленные в условиях мастерской, но по всем канонам металлургии.

Шаг 5: Криообработка в морозильнике

Для стабилизации структуры внутреннего мартенсита втулки помещают в морозильник при температуре около –20 C на 2 часа. Это снижает остаточное напряжение и доводит твёрдость до «потолочного» значения.

Рис. № 7. Отпуск втулок в морозильной установке

Вывод

Технология цементации – это не магия и не привилегия заводских лабораторий. Это практический инженерный инструмент, который с минимальными затратами и максимумом точности позволяет:

– Повышать твёрдость рабочих поверхностей до уровня хромированных деталей;