Felületi hőkezelések.

Az előadások a következő témára: "Felületi hőkezelések."— Előadás másolata:

1 Felületi hőkezelések

2 Felületi hőkezelések Követelmény: kemény kopásálló felület (kéreg)
szívós mag kifáradással szembeni ellenállás Megvalósítás: felületi edzéssel egyidejűleg alkalmazott hő-és vegyi hatásokkal Felületi hőkezelések osztályozása: összetételt nem változtató felületi edzések összetételt változtató kérgesítő eljárások

3 A felületi hőkezelések áttekintése az edzhetőség feltételei alapján
A felületi edzések alapelve: az edzéshez szükséges 3 feltétel közül mindhárom, csak a kéregben teljesül 1. ausztenitesítés ( hevítés T  A c3 ) 2. hűtés v kf-nél nagyobb sebességgel 3. C  0,2 %

4 A felületi hőkezelések áttekintése az edzhetőség feltételei alapján
Felületi edzés (láng vagy indukciós edzés): az 1. feltétel nem teljesül a magban, tehát a C  0,2 % összetételű anyagot csak a felületen hevítjük fel, és hűtjük v  vkf sebességgel. Betétedzés: a 3. feltétel nem teljesül mert C  0,2 % , akkor a felületen megnöveljük a C tartalmat, és azután edzünk.

5 Felületi edzések A felületi edzéseknél az acél felületét meghatározott mélységig T  A c3 hőmérsékletre hevítik, és onnan a vkf-nél gyorsabban hűtik. Eközben a mag hőmérséklete és szövetszerkezete nem változik. A nagy hőteljesítmény, a gyors hevítés acetilén-oxigén gázlánggal vagy indukciós hevítéssel valósítható meg.

6 Felületi edzések fajtái
Lángedzés  gázláng hevítés Indukciós edzés  indukciós hevítés Bemártó edzés  sófürdőben hevítés

7 Lángedzés jellemzői Hevítés: nagyteljesítményű gázégőkkel
Hűtés: vízzel Megeresztés: C Kéregvastagság: 1,5 - 5 mm Alkalmazás: Főleg kopásnak kitett alkatrészek felületi keménységének növelése pl. nagyméretű fogas- és lánckerekek,, tengelyek, eszterga szánvezetékek, csúszólapok, forgattyústengely csapok

8 Lángedzés jellemzői Előnye: egyszerű, olcsó,
kis darabszám esetén is gazdaságos. Hátránya: a kéregvastagság nem lehet kisebb, mint 1 mm nem szabályozható pontosan a kéreg

9 Lángedzés

10 Lángedzés

11 Indukciós edzés Elvi alapja: egy váltóárammal átjárt vezető erőterébe helyezett acél a benne fellépő mágneses (hiszterézis) és villamos (örvényáram) veszteségek miatt felmelegszik. Minél nagyobb a frekvencia annál kisebb a felmelegedő kéreg vastagsága Edzés után C-on megeresztés

12 Indukciós edzés Előnye: Hátránya: gyors revementes
pontosan szabályozható automatizálható (a kéregvastagság, a kéregkifutás.) Hátránya: nagy beruházási költség nagy darabszám esetén gazdaságos

13 Indukciós edzés Alkalmazás: fogaskerekek, bordástengelyek,
gépjármű alkatrészek pl. vezérmű tengely bütykök, forgattyústengely csapok, kormánygömbcsapszeg

14 Indukciós edzés

15 Indukciós edzés Összfogedzés

16 Indukciós edzés Fogankénti edzés

17 Az összetételt változtató felületi hőkezelések
Fajtái: Nitridálás, karbonitridálás Betétedzés Nagyenergiával végzett felületi kezelések

18 Nitridálás, karbonitridálás
A nitridálás célja az acél felületébe nitrogén bejuttatása, amely a felületen kemény kopásálló, korrózióálló, a kifáradással szemben ellenálló kérget hoz létre anélkül, hogy azt edzeni kellene. A karbonitridálás esetében a nitrogénnel egyidejűleg karbon is diffundál a felületbe, aminek hatására a nitrideken kívül kemény karbonitridek is keletkeznek

19 Nitridálás A nitridált kéreg vastagsága 0,2-0,8 mm, amelynek eléréséhez szükséges hőntartási idő óra ammónia közegben. A nitrogén diffúziója következtében a darab duzzad. A kéreg szerkezete nem egységes. A felületen egy néhány mikron vastagságú vegyületi réteg "fehér kéreg" található. Ezt a vegyületi réteget vas és ötvöző nitridek alkotják.

20 Karbonitridálás (nikotrálás)
A közeg 50 % ammónia és 50 % cementáló gáz. A kezelés hőmérséklete 570 C ideje 3-4 óra. A kéreg két részből áll: 10-20m vastagságú vegyületi kéreg (nitridek), alatta 0,3-0,5 mm nitrogénben dús diffúziós zóna.

21 Nitridálás, karbonitridálás
Alkalmazás: A nitridálást, nikotrálást koptató hatásnak és ismételt igénybevételnek kitett alkatrészeknél használják. pl. motor főtengelyek, szelepemelő himba, vezérmű tengelyek, fogaskerekek, kipufogó szelepek, bordástengelyek

22 A betétedzés = cementálás + edzés
A betétedzés lényege, a kis C tartalmú, nagyon szívós acélok felületi rétegét karbonnal dúsítják, majd az ily módon a kérgében edzhetővé vált darabot edzik. A betétedzés = cementálás + edzés

23 Cementálás A cementálás két részfolyamatból áll. A karbon atomok a cementáló közegből az ott lejátszódó reakciók következményeként az acél felületére mennek, ott megtapadnak, majd diffundálnak az anyag belsejébe.

24 Cementáló eljárások A cementálás során az alkatrészt karbont leadó közegben C, ma egyre magasabb gyakran C-on izzítjuk. A cementáló közeg lehet:szilárd (faszén, csontszén, koksz), folyékony (sófürdő + karbont leadó anyag) vagy gáz. Ipari körülmények között már csak a gázcementálásnak van jelentősége.

25 A cementálást követő hőkezelések
A cementált darabok C tartalma: Felület: 0,8-0,9 %, Mag: 0,17-0,23 % A kemény, kopásálló, fárasztó igénybe-vételnek ellenálló kéreggel és szívós maggal rendelkező darabot csak akkor tudjuk teljesíteni, ha a darabot további hőkezelésnek vetjük alá. Ez az edzés és a megeresztés.

26 Cementálást követő edzés
Alkalmazott edzések fajtái: Közvetlen vagy direkt edzés (szemcsedurvulásra nem hajlamos acéloknál) Kettős hőkezelés (szemcsefinomítás + kéregedzés) Kettős edzés (mag és kéreg edzés) Az edzést kishőmérsékletű 160 C-on 1 órás megeresztés követi.

27 Közvetlen vagy direkt edzés

28 Kettős hőkezelés

29 Kettős edzés

30 Nagyenergiával végzett felületi kezelések
Lézer, plazma és elektronsugárzás felhasználásával nagyobb, mint 104 W/m2 felületi teljesítmény érhető el, vagyis a szokásos hőforrásoknál szer nagyobb.

31 Nagyenergiával végzett felületi kezelések
Jellemzőik: Az ütközési pontban a legnagyobb az energia sűrűség. A hevítés sebessége K/sec. A sugár nagyon pontosan szabályozható, automatizálás szükséges. A felhevített térfogat nagyon kicsi, a kezelt és az alapanyag közötti nagy hőmérséklet-különbség miatt igen gyors a lehűlés, ami ultrafinom martenzit képződését eredményezi. A több szilárdságnövelő mechanizmus együttes eredménye a szuperkeménység.

32