Так как для предотвращения
образования трещин кольца после цементации охлаждаются при температуре не
ниже 100° С, то неполное охлаждение приводит к тому, что на высокий отпуск
они поступают с повышенным количеством остаточного аустенита,
особенно слой стали с 1,0% углерода. В этих случаях рекомендуется
двухкратный высокий отпуск.
Высокий отпуск проводится в
шахтных печах при 580—600° С в течение 10— 15 ч (с момента загрузки).
Потом детали охлаждаются на воздухе до температуры цеха, а затем
загружаются на повторный высокий отпуск по этому же режиму. После второго
высокого отпуска проводится контроль толщины цементованного слоя (путем
измерения твердости на дополнительно закаленном от 800° С и
отпущенном при 160° С свидетеле) и микроструктуры; при получении на
свидетелях удовлетворительных результатов по толщине цементованного слоя и
качеству высокого отпуска детали подвергаются закалке.
Закалка. Оптимальной температурой,
при которой получается наиболее благоприятное сочетание твердости,
микроструктуры и прокаливаемости цементованного слоя, является 800°
С. Повышение температуры нагрева увеличивает количество остаточного
аустенита (рис. 4), что вызывает снижение твердости, а понижение
температуры уменьшает прокаливаемость по толщине цементованного слоя,
особенно в объемах с небольшим содержанием углерода.
Нагрев под закалку колец
осуществляется в шахтной электропечи при температуре 790—800° С в
течение 1,5—Зч (в зависимости
от сечения закаливаемой детали). По окончании выдержки кольцо из печи
переносится в индивидуальный штамп, на который вследствие термического
расширения оно легко садится, а при последующем охлаждении в масле (30—60°
С) кольцо сокращается и плотно обжимает штамп. Надо отметить, что
цементованная сталь 20Х2Н4А испытывает при закалке усадку, т. е.
уменьшение размеров как по наружному, так и по внутреннему диаметрам
по отношению к исходным величинам (усадка тем больше, чем больше диаметр
кольца, его сечение, толщина цементованного слоя, количество
остаточного аустенита). Величина усадки должна быть учтена при
назначении припусков на шлифовку.
Ролики при нагреве под закалку
устанавливаются на крестовину-сетку.
В течение 5—10 мин детали
интенсивно перемещаются в закалочном баке, а затем спокойно охлаждаются.
Охлажденные в масле детали промываются в горячем 3,5—5%-ном
водно-содовом растворе. С целью стабилизации размеров детали в
течение 15—20 мин охлаждаются в холодной проточной воде.
Отпуск. В шахтных электропечах с
принудительной циркуляцией воздуха отпуск проводят при температуре 160° С
в течение 7—12 ч (с момента загрузки).
В процессе отпуска уменьшается не
только поверхностная твердость (рис. 5), но и толщина твердого
цементованного слоя (эффективная толщина слоя с твердостью HRC 58 и более).
Для получения твердого слоя
достаточной толщины процесс цементации необходимо вести активно и иметь
высокую (свыше 0,8%) концентрацию углерода по глубине, а на поверхности
еще большую. Температура отпуска не должна быть выше 160° С ввиду резкого
уменьшения толщины активного слоя при дальнейшем ее повышении (рис.
6).
Контроль. После химико-термической
и термической обработки твердость иа поверхности цементованных деталей
должна быть HRC 58—62. Твердость
сердцевины HRC 30—45.
602
