La carburisation est un processus de traitement thermique qui consiste à introduire du carbone dans la surface d'un métal, généralement de l'acier.
Ce processus se déroule en dessous du point de fusion du métal.
Il permet au carbone de se diffuser dans la surface et de créer une couche plus dure et plus résistante à l'abrasion.
L'objectif principal de la cémentation est d'améliorer les propriétés mécaniques du métal, en particulier sa résistance à l'usure et à la fatigue.
Qu'est-ce que la cémentation dans le processus de traitement thermique ? 6 points clés à connaître
1. Chauffage et exposition au carbone
Le métal est chauffé à une température généralement comprise entre 1200 et 1600 degrés F. Cette température est inférieure à son point de fusion.
Cette température est inférieure à son point de fusion mais suffisamment élevée pour faciliter la diffusion du carbone dans la surface.
Le chauffage est souvent effectué dans une atmosphère contrôlée, comme un four endothermique, afin d'éviter l'oxydation et de s'assurer que le potentiel de carbone est contrôlé avec précision.
2. Atmosphère contrôlée
Dans le processus de traitement thermique, le maintien d'un potentiel de carbone correct est crucial.
Lorsque le métal atteint la phase d'austénite, le point de consigne du potentiel de carbone doit correspondre à la composition en carbone de l'acier.
Si le point de consigne est trop bas, la surface peut subir une décarburation, ce qui entraîne une perte de carbone et une écaillage potentiellement visible.
3. Avantages de la cémentation sous atmosphère contrôlée
Cette méthode permet de contrôler avec précision la teneur en carbone à la surface des pièces.
Elle est essentielle pour obtenir des couches cémentées de haute qualité.
Elle permet également d'éviter la décarburation et d'améliorer la résistance à l'abrasion et à la fatigue.
Elle peut être plus respectueuse de l'environnement que les méthodes traditionnelles telles que la cémentation liquide.
4. Cémentation profonde
La cémentation traditionnelle permet d'atteindre des profondeurs d'environ 3,5 mm.
Toutefois, grâce à des progrès tels que la cémentation sous vide, des profondeurs allant jusqu'à 7 mm peuvent être atteintes.
Cela est dû à des potentiels de carbone de surface plus élevés et à des gradients de concentration plus importants qui accélèrent la diffusion du carbone.
5. Recarburation
Les pièces qui ont subi une décarburation peuvent être recarburées en contrôlant le potentiel de carbone de surface.
Cette méthode est efficace non seulement pour l'acier au carbone, mais aussi pour l'acier matricé et l'acier rapide.
6. Applications et matériaux
La cémentation est particulièrement efficace pour les aciers à faible teneur en carbone (teneur en carbone comprise entre 0,05 % et 0,3 %).
Elle est utilisée pour les pièces nécessitant une durabilité, une résistance à l'usure et une résistance à la fatigue accrues.
Les matériaux couramment traités sont l'acier 12L14, l'acier 1018 et l'acier 8620.
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