proiect

5/6/2018 proiect - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-559ab99b8c595 1/22

ARGUMENT

Tratamentele termochimice urmaresc prin

actiunea temperaturii si actiunea chimica amediului gazos,lichid (topituri) sau solid

(amestecaturi de granule sau pulverulente ) sa se

obtina modificari ale compozitiei

chimice,structurii,starii de tensiune si a

proprietatilor straturilor superficiale aleproduselor fabricate din materiale

metalice.Tratamentele termochimice conduc la

cresterea duritatii superficiale, a rezistentei la

uzura ,la coroziune si la oboseala ,cu

mentinerea la valori ridicate a caracteristicilorde plasticitate si de tenacitate ale miezului

produsului . Formarea structurilor superficiale

,cu anumita compozitiei chimica ,structura si



grosime,are loc prin desfasurarea urmatoaelor

procese fizico- chimice

- reactii chimice intre diferitele componente

ale mediului in care sunt incalzite produsele,in

urma carora se pun in libertate ,in stare

atomica (nativa ) atomi ai elementului sau

elementelor cu care urmeaza sa se

imbogateasca structurile superficiale,

- absortia atomilor constand in inglobarea lor

pe suprafata produsului metalic,

- difuzia atomilor absorbiti de la suprafata

produsului metalic spre interiorul acestuia

,proces care consta in deplasarea atomilor

din zonele superficiale cu concentratiei mare

catre zonele interioare cu concentratiei mica .

Ansamblul acestor produse se numeste

cementare,denumire folosita impropriu si

pentru tratamentultermochimic de cementare

cu carbon pentru care trebuie folosita

denumirea de carburare



Carburarea (Cementarea cu carbon)

Obiectivele si domeniul aplicarii tratamentului

Cementarea cu carbon (carburarea) este

tratamentul termochimic care consta in

incalzirea pieselor din oteluri cu continut

scazut de carbon la temperaturi situate in

domeniul austenitic,in intervalul 880.. 930C

In medii gazoase,solide sau in topituri

bogate in carbon.In aceste conditii serealizeaza straturi superficiale imbogatie in

carbon cu grosimi variind intre 0,5si 2,0mm

(pentru piese mici intre 0,10si0,50nm,iar

pentru piese mari peste 2,00mm) ,cu

continutul in carbon in strat variind intre 0,8 si1,2% .Prin calirea ulterioara a pieselor carburate

se formeaza in stratul carburant

martenisita,constituient cu duritate mare,ceia ce



confera piesei rezistenta mare la uzura si la

oboseala.Miezul piesei pastreaza insa

datorita continutului scazut incarbon,plasticitate si tenacitate mare .

B. Parametri termici,temporali si chimici

Cementarea cu carbon se efectuiaza in

medii solide, gazoase sau

lichide.Carburarea in medii solide.

Parametri chimici ai procesului se

stabilesc pe baza reactiilor care au loc

in cutia in care sant impachetate

piesele impreuna cu mediul carburizator

. Intre oxigenul aerului existent in cutie

si carbonul din carbuneare are loc

reactia de ardere incompleta(datorita

cantitatii de oxigen insuficienta pentru

ardere completa)



2C +O2=2 c O

In contact cu structurile

superficiale ale pieselor se produce reactia de disociere a

oxigenului de carbon in bioxid de

carbon atomic

2c O= c O2+c

Carbonul atomic este absorbit pesuprafata piesei si apoi difuzat catre

interior, inbogatind in carbon solutia

solida pe baza de fier,austenita. Pentru

a se realiza int-un interval de timp

optim un strat carburat cu grosimea sicompozitia chimica prescrisa este

necesar sa se stabileasca compozitia

chimica si granulatia particulelor solide

ale mediului carburizator.Componenta

de baza a mediului solid pentru

carburare este mangalul( carbune de

lemn de esenta tare )sau semicocsul

obtinut din carbuni minerali pentru a



activa procesul de carburare se adauga

activizatori (carbonat de bariu si de

sodiu in proportie intre 10 si 25%dinmasa mediului carburizator folosit ). In

timpul incalzirii carburantii se disociaza

potrivit reactiilor

Bac O3=BaO+ c O2

Na2c O3= Na2O

Bioxidul de carbon reactioneaza cu

carbonul

c O2 +

c =

2

c O

rezultand oxid de carbon prin a carui

disociere( potrivit reactiei prezentate

anterior )rezulta atomi de carboni in stare

nativa .La racire,BaO reactioneaza cu

c O2 regenerandu-se Ba c O2 potrivitreactiei

BaO + c O2 = Bac O2

Oxidul de sodiu reactioneaza cu carbonul potrivit reactiei



Na2O+c =c O+2 Na

Vaporii de sodiu volatlizandu-se.

Din reactiile de mai sus,rezulta cadintre cei doi activatori,carbonatul de

bariu are stabilitate mai mare si este un

activator inepuizabil carbonatul de sodiu

are stabilitate mai mica,actionand

energic in primile stadii ale procesuluiactiunea sa activatoare slabind treptat

parametri termici si temporali se

stabilesc cu ajutorul unor

diagrame.Marirea temperaturii de

incalzire peste 930 ...... 950° C nu esteindicata deoarece se produce

cresterea accentuata a grauntelor

de austenita cu influienta foarte

nefavorabila asupra structurii si a

proprietatilor stratului si mai alesmiezul piesei.Piesele care

urmeaza sa fie carburate se

curata in prealabilde oxizi prin



decapare in solutii de acizi,de

grasimi si alte ingrendiente

( uleiuri,emulsii )prin defresare,apoi prin spalare si uscare .Suprafetele

pieselor care nu trebuie carburate se

protejeaza prin acoperire pe cale

galvanica ,cu un strat de 0,02 0,07mm

cupru se acopera cu cupru fie toatasuprafata ,dupa care de pe locurile care

urmeaza sa fie carburate se indrepteaza

cuprul (pe cale mecanica prin pilire sau

aschiere),fie locurile care urmeaza sa

fie carburate se acopera in prealabil culac si apoi se efectueaza acoperirea cu

cupru .Se mai pot utiliza pentru

protejarea suprafetelor si al

procedee. Gaurile filetate se protejeaza

impotriva carburarii prin aplicare unui strat de 0,5. 1mm de pasta formata din

praf de samota si fibre de azbest la

care se adauga silicat de sodiu lichid (



sticala solubila ) O alta varianta este

posibila prin folosirea ,in zonele

interesate ,a unui adaos de prelucrare ,care dupa carburare se indeparteaza

prin aschiere .Pentru micsorare

duritatii in vederea prelucrarii prin

aschiere se aplica o recoacere subcritica

. cutiile care se impacheteaza piesele auo forma paralepipedica ,cu dimensiuni

de 250x500x300mm. Forma cilindrica a

cutiei permite o incalzire mai uniforma si

mai rapida.Cutiile cilindrice sant

exacutate de obicei prin o incalzire mai uniforma si mai rapida. Cutiile cilindrice

sunt exacutate de obicei prin sudare

din tabla de otel cu continut scazut de

carbon cu grosime de 6. 8mm. Pentru

o productie mai mare se folosesc cutii turnate din otel refractar

(0,2%C,6%Ni,24%Cr,2%Si ),prevazute cu

nervuri pentru regidizare.Nu se



recomanda cutii de dimensiuni prea

mari deoarece se manuiesc

greu,deformatiile sint mari si transmiterea caldurii se face

incet.Piesele se introduc in aceste cutii,

unde se inconjoara cu amestec de

carburare format din 25 30 % amestec

nou si 70. 75% amestec refolosit .Distanta intre piese este de 10.. 15mm

iar intre piese si peretele cutiei,de

20.. 25mm. Pe primul rand de piese se

aseaza amestec intr-un strat de 20

30mm, apoi se aseaza urmatorul rand de piese .Deasupra, cutia se inchide cu

capac si se lipeste cu argila .Capacul

cutiei este prevazut cu orificii prin care

se introduc bare de 8-10mm din

acelasi otel carbon din care sunt confectionate piesele .Aceste bare sant

probele-martor,care se folosesc pentru

controlul procesului de carburare.



Cutiile cu piesele impachetate sunt

introduse in cuptorul de incalzire avand

temperatura de 400..... 500C .Incalzirease face lent pana la 700.800C dupa

care temperatura se ridica pana la cea

prescrisa 90 0 . 930C unde se face

mentinerea tehnologica pentru

realizarea adancimi stratului. Cu o orainainte de terminarea mentinerii, se

scoate o proba-martor si se detemina

adancimea stratului .Dupa acest

test,incarcatura se scoate sau se va

continua mentinerea , pana la o nouaveridicare.Dupa terminarea carburarii,

racirea se face in cuptor pana la

600. 700C si apoi in aer, scoaterea

pieselor facandu-se dupa ce acestea s-

au racit pana la100.150C pentru a sepreveni deformarea lor in timpul

manipularii



c ) Carburarea in mediul gazos, desi are

utilizare de data mai recenta ,este in

prezent cel mai raspandit procedeu decarburaredatorita avantajelor pe care

le reprezinta control riguros al

parametrilor tehnologici , posibilitati de

mecanizare si automatizare,

productivitate sporita, conditii mai usoare de munca.Mediile gazoase

utilizate la carburare se impart in trei

grupe principale Mediile gazoase

formate din endogaz ( cu gaz suport) cu

adaos de gaz naturalsau propan drept gaze active

-mediile produse prin piroliza ( disociere

termica)unor hidrocarburi lichide,

picurate in spatiul de lucru al cuptorului

-mediile naturale introduse direct inspatiul de carburae gaz natural,gaz de

sonda etc.. carburarea in endogaz cu

adausuri de gaz natural este procedeul



cel mai folosit prezentand avantajul

unei reglari precise a concentratiei

carbonului in stratul superficial.Endogazul este un amestec

gazos avand drept componente

principale N2 ( circa 40% ),Co H2 ( circa 40% )

precum si cantitati mici de H2O ( max 0,50 % ) co2

( max 0,5% )si CH4 (max 0,50% ).

Concentratia carbonului in stratul

superficial al pieselor cementate se

regleaza cu ajutorul compozitiei

gazului de carburare utilizat.Acest lucru

este posibil datorita independentei care

exista la o anumita temperatura, intre

concentratia carbonului la suprafata

produsului metalic si concentratia

vaporilor de apa din amestecul gazos.

Starea structurala care asigura o

prelucrare buna prin aschiere se obtine

prin incazirea la 650680 Calirea directa



de la teperatura de carburare. Deoarece

temperatura de carburare este mai

inalta decat temperatura de calire, atat stratul superficial carburat,cat si miezul

prezinta o garantie nefinisata. Se

utilizeaza Acest regim pentru piese

supuse la solicitari mici in exploatare

Calirea directa cu racire partiala panala o temperatura superioara

Ar a miezului este denumita calire prin

asteptare Calirea dubla se aplica in general

pieselor carburate.In mediul solid sau gaz

natural piesele sunt supuse unei caliri calirea I de la temperaturi peste punctul Ac 3

al miezului ( regenerarea structurii miezului )

apoi unei caliri (calirea a II-a) de la

temperaturi peste Ac1 (regenerarea

structurii stratului).In urma calirii ,inmiez se produce finisarea grauntilor,iar

cementita in exces din strat este

dizolvata.Din acest motiv,calirea a II- se



efectueaza de la o temperatura

corespunzatoare punctului critic al

stratului carburat.Prin calire dubla seobtin cele mai bune proprietati atat

pentru miez cat si pentru stratul

carburat.Intre cele doua caliri (calirea I

si calirea a II a) se aplica o revenire

inalta care are scopul globulizarii structurii in vederea usurarii prelucrarii

ulterioare prin aschiere.

Structura si proprietatile a stratului

carburat Adancimea stratului carburat

se determina pe probe-martor introduseodata si impreuna cu piesele care

alcatuiesc incarcatura cuptorului.In mod

conventional adancimea stratului

carburat se considera de la suprafata

piesei pana la 1|2din zona de trecere astrtului carburat. Insa cresterea

temperaturii de calire nu determina

cresterea duritatii stratului ci



dimpotriva, scaderea eidatorita cresterii

proportiei de austenita

reziduala.Duritatea stratului decarburat dupa calire si revenirea joasa este

cuprinsa intre 58 si 64HRC.

IDefecte de carburareDistributia necorespunzatoarea

carbonului pe adancimea stratului

carburat exprima exsistenta unei zone

prea mici de trecere intre zona

eutectoida si miez , ceia ceechivaleaza cutrecerea brusca de la concentratia

stratului la cea a miezului.Aceasta

trecere brusca poate duce la calire

sauin timpul functionarii la exfolierea

stratuluicarburat.Defectul estedeteminat fie de cementarea la

temperatura scazuta,care nu a permis



difuzia corespunzatoare a carbonului fie

de incalzirea cu viteza mult prea mare.

II B. Nitrurarea (cementarea cu azot)

Nitrurarea este un tratament

termochimic care consta in incalzirea produselor din oteluri sau fonte la

temperaturi situate in intervalul

500550 c .Avantajul nitrurarii fata de

cementarea cu carbonconsta in faptul

ca se obtine o duritate superficialafoarte mare numai prin cementare cu

azot,fara necesitatea aplicarii unui

tratament termic ulterior.Efectul

tratamentului termochimic asupra

caracteristicilor stratului nitrurat estedeterminat de natura fazelorcare se

pot forma potrivit conditiilor descrise la

sistemulFe-N .Saturarea fieului pur cu



azot nu conduce la cresterea deosebita a

duritatii. Prin alinierea prealabila a

fierului cu aluminiu,crom molibden,titan,in tipul procesuui de nitrurare, se

formeaza nituri,duritatea superficiala a

stratului nitrurat putand atinge 1000..

1200HV. Intrucat produsele nitrurate

trebuie sa prezinte nu numai duritaesuperficiala mare, dar si proprietati

mecanice superioare.

Carbonitrurarea( cementarea cu carbon si azot )

Carbonitrurarea este tratamentul

termochimic care consta in incalzirea

produselor din oteluri sau fonte la

temperaturi situate in intervalul

550880 , in medii gazoase, solide sau



lichide, pentru formarea unor straturi

superficiale inbogatite in carbon si azot

in scopul cresterii duritatii, rezistentei lauzura la oboseala, presiune de contact

etc.

Clasificarea procedeelor decarbonitrurare

Dupua criteriul temperaturii la care se

desfasoara se disting mai multe tipuri de

carbonitrurare carbonitrurarea la temperatura

inalta ( 800.880c ) caracterizata prin faptul ca

la racire au loc transformari atat in miez cat si

in strat carbonitrurarea la temperaturi medii

( 700... 710c ) datorita faptului ca azotul coboara

temperaturile critice ale otelului, temperaturile

sunt situate deasupra temperaturii punctului Ac 1

al stratului bogat in azot si carbon si sub punctulAc 1

al miezului la racire au loc numai transformari



martenisitice in strat deformatiile fiinf mult

reduse Carbonitrurarea la temperatura joasa

( 550 570c ) este caracterizata prin faptul ca intimpulracirii nu au loc transformari strucurale

nici in strat si nici in miez

GRUPUL SCOLAR INDUSTRIAL

SF CONSTANTIN BRANCOVEANU



PROIECT DE DIPLOMA

ELEV BAICU GEORGE

PROFESOR

HULUBA FLOAREA

BRAILA

2011



PROIECT DE DIPLOMA

BRAILA

2011

Date post:	05-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	ion-ionut
View:	151 times
Download:	1 times

proiect

Documents