Цементация или объемная закалка?

Под цементацией понимают способ получения высокой поверхностной твердости изделий изготавливаемых из низкоуглеродистой стали. В результате этой обработки и последующей закалки получается изделие с очень твердой (закаленной) поверхностью и вязкой сердцевиной.

Процесс цементации состоит в том, что низкоуглеродистая сталь в соприкосновении с некоторыми веществами, легко отдающими свой углерод, насыщается последним под действием высокой температуры, давая на поверхности твердую, с высоким содержанием углерода, корку.

Цементации может быть подвергнута любая низкоуглеродистая сталь. Содержание углерода в ней не должно превышать 0,2 %. В тех случаях, когда кроме поверхностной твердости, требуются высокие механические свойства сердцевины, применяют легированные стали (никелевые или хромоникелевые).

Если какая-нибудь часть изделия не должна подвергаться цементации, ее защищают гильзой или слоем глины. Остывание коробов производится или вместе с печью или вне ее, но во всяком случае постепенно и медленно.

Закалка цементированного слоя. Цементированный слой подвергается еще и закалке, которая производится различными способами. В одном случае изделие после цементации и охлаждения вынимают из короба, разогревают вновь до температуры 750—800 °С и закаливают в воде.

Для более ответственных деталей, изделие нагревают до 950 °С, охлаждают в воде, после чего вновь нагревают до 750—800 °С и замачивают в масле. Такая обработка уменьшает хрупкость изделия и улучшает вязкие свойства сердцевины.

Зака́лка — вид термической обработки материалов, заключающийся в их нагреве выше критической точки (температуры изменения типа кристаллической решетки, то есть полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением.

У деталей общей объемной закалки сохранять закаленными нижележащие слои под наплавкой нецелесообразно, так как внутренние слои металла, не работающие на износ трением, хрупкие и твердые, а это снижает ударную вязкость металла всей детали. Кроме того, наличие неоднородности в металле способствует возникновению дополнительных внутренних напряжений.

При работе шестерен коробки передач самосвала Белаз, они испытывают большие ударные нагрузки, поэтому при их изготовлении используется цементация. После цементации производится зубошлифовка, для получения более точного зацепления, снижения уровя шума и повышения сроков службы изделия в целом.