Карбюризатор древесноугольный

Карбюризатор, так же и карбюризатор древесноугольный  является углеродосодержащим веществом, способным, при определенных условиях отдавать углерод другому веществу (цементация).

Это процесс термообработки, при котором железо или сталь поглощают углерод, а металл нагревается в присутствии углеродсодержащего материала, такого как древесный уголь или окись углерода . Цель состоит в том, чтобы сделать металл более твердым. В зависимости от времени и температуры пораженный участок может варьироваться по содержанию углерода. Более продолжительное время науглероживания и более высокие температуры обычно увеличивают глубину диффузии углерода. Когда чугун или сталь быстро охлаждают закалкой, более высокое содержание углерода на внешней поверхности становится твердым из-за превращения аустенита в мартенсит , в то время как сердцевина остается мягкой и жесткой, как ферритная и / или перлитная микроструктура . 

Этот производственный процесс можно охарактеризовать следующими ключевыми моментами: он применяется к заготовкам с низким содержанием углерода; детали контактируют с высокоуглеродистым газом, жидкостью или твердым телом; образует твердую поверхность заготовки; сердечники заготовок в значительной степени сохраняют свою вязкость и пластичность ; и обеспечивает глубину твердости корпуса до 0,25 дюйма (6,4 мм). В некоторых случаях он служит средством от нежелательного обезуглероживания, которое произошло ранее в производственном процессе.

Науглероживание стали включает термическую обработку металлической поверхности с использованием источника углерода.  Науглероживание можно использовать для увеличения твердости поверхности низкоуглеродистой стали. 

На ранних этапах науглероживания использовалось прямое нанесение древесного угля вокруг обрабатываемого образца (первоначально это называлось цементацией ), но в современных технологиях используются углеродсодержащие газы или плазма (например, двуокись углерода или метан ). Процесс зависит в первую очередь от состава окружающего газа и температуры печи , которые необходимо тщательно контролировать, поскольку тепло также может повлиять на микроструктуру остальной части материала. Для применений, в которых желателен большой контроль над составом газа, науглероживание может происходить при очень низких давлениях в вакуумной камере.

Плазменная науглероживание все чаще используется для улучшения характеристик поверхности (таких как износ, коррозионная стойкость, твердость , несущая способность, в дополнение к параметрам, зависящим от качества) различных металлов, особенно нержавеющих сталей . Процесс является экологически чистым (по сравнению с газовым или твердым науглероживанием). Он также обеспечивает равномерную обработку компонентов со сложной геометрией (плазма может проникать в отверстия и узкие зазоры), что делает его очень гибким с точки зрения обработки компонентов.

Процесс науглероживания заключается в диффузии атомов углерода в поверхностные слои металла. Поскольку металлы состоят из атомов, плотно связанных в металлическую кристаллическую решетку , атомы углерода диффундируют в кристаллическую структуру металла и либо остаются в растворе (растворяются в кристаллической матрице металла - обычно это происходит при более низких температурах), либо вступают в реакцию с элементами. в основном металле с образованием карбидов (обычно при более высоких температурах из-за более высокой подвижности атомов основного металла). Если углерод остается в твердом растворе, сталь подвергается термообработке для его закалки. Оба этих механизма упрочняют поверхность металла: первый за счет образования перлита или мартенсита, а второй за счет образования карбидов. Оба эти материала твердые и устойчивы к истиранию.

Науглероживание газом обычно проводят при температуре от 900 до 950 ° C.

При кислородно-ацетиленовой сварке пламя науглероживания - это пламя с низким содержанием кислорода, что дает сажистое пламя с более низкой температурой. Его часто используют для отжига металла, делая его более пластичным и гибким в процессе сварки.

Основная цель при производстве науглероженных деталей - обеспечить максимальный контакт между поверхностью детали и элементами, богатыми углеродом. При науглероживании газом и жидкостью детали часто поддерживаются в сетчатых корзинах или подвешиваются на проволоке. При науглероживании в упаковке заготовка и уголь помещаются в контейнер, чтобы гарантировать, что контакт сохраняется на максимально большой площади поверхности. Пакет науглероживание контейнеры, как правило, изготовлены из углеродистой стали, покрытая алюминием или жаропрочный никель-хромовый сплав и запечатано на все отверстия с огнеупорной глиной.

Существуют различные типы элементов или материалов, которые можно использовать для выполнения этого процесса, но в основном они состоят из материала с высоким содержанием углерода. Несколько типичных отвердителей включают газообразный оксид углерода (CO), цианид натрия и карбонат бария или древесный уголь. При науглероживании газа углерод выделяется пропаном или природным газом . При жидкой науглероживании углерод получают из расплавленной соли, состоящей в основном из цианида натрия (NaCN) и хлорида бария (BaCl 2 ). При науглероживании окиси углерода выделяется кокс или древесный уголь твердых пород.

Науглероживание можно производить всевозможными заготовками, что означает практически безграничные возможности для формы материалов, которые можно науглероживать. Однако следует внимательно рассмотреть материалы, которые содержат неоднородные или несимметричные участки. Различные поперечные сечения могут иметь разную скорость охлаждения, что может вызвать чрезмерные напряжения в материале и привести к поломке.