La carburisation est un processus de traitement thermique qui consiste à ajouter du carbone à la surface et à la sous-surface d'un acier à faible teneur en carbone afin d'améliorer sa dureté, sa résistance à l'usure et sa résistance à la fatigue.
Pour ce faire, l'acier est exposé à une atmosphère riche en carbone à des températures élevées, ce qui permet au carbone de se diffuser dans le métal.
Le processus s'achève par la trempe de l'acier, qui fixe le carbone en place, ce qui donne une couche superficielle durcie.
Qu'est-ce que le processus de cémentation dans le traitement thermique ? (5 points clés expliqués)
1. Objectif et mécanisme
La carburation est principalement utilisée pour augmenter la dureté superficielle des aciers à faible teneur en carbone, dont la teneur en carbone est généralement comprise entre 0,05 % et 0,3 %.
Le processus consiste à chauffer les pièces d'acier à des températures élevées, généralement entre 1200°F et 1600°F (650°C et 870°C), dans un environnement riche en carbone.
Il peut s'agir d'une atmosphère gazeuse (cémentation traditionnelle) ou d'un vide (cémentation à basse pression).
La température élevée permet au carbone de se diffuser dans la surface de l'acier, de l'enrichir en carbone et d'augmenter ainsi sa dureté.
2. Variations du procédé
La cémentation traditionnelle : Il s'agit d'utiliser un four de cémentation dans lequel la pièce entière est exposée à une atmosphère riche en carbone.
Les zones non durcies peuvent être protégées à l'aide d'une peinture anti-carbone.
Cémentation sous vide (basse pression) : Il s'agit d'une méthode alternative dans laquelle le processus est réalisé dans un four à vide utilisant de l'acétylène comme gaz de cémentation.
Cette méthode est respectueuse de l'environnement car elle n'émet pas de CO2 et permet un contrôle précis du processus de cémentation.
3. Avantages et applications
La cémentation augmente non seulement la dureté de la surface de l'acier, mais aussi sa résistance à l'usure et à la fatigue.
Elle est donc idéale pour les applications où les pièces sont soumises à de fortes contraintes et à l'usure, comme les engrenages, les arbres et les roulements.
Le procédé est particulièrement avantageux pour les pièces complexes qui nécessitent une dureté uniforme sur toute leur surface.
4. Traitements post-carburation
Après le processus de cémentation, l'acier est généralement trempé dans l'huile ou l'eau pour le refroidir rapidement.
Ce refroidissement rapide permet de fixer le carbone diffusé dans la structure de l'acier, ce qui garantit la conservation de la dureté obtenue au cours du processus de cémentation.
Après la trempe, un revenu est souvent effectué pour réduire toute fragilité qui aurait pu être introduite au cours du processus de durcissement.
5. Matériaux et équipement
Les matériaux couramment utilisés pour la cémentation comprennent des aciers tels que 12L14, 1018 et 8620.
L'équipement généralement utilisé comprend des fours endothermiques, des systèmes de trempe à l'huile et des installations de trempe à l'air.
Ces outils sont essentiels pour maintenir les conditions de température et d'atmosphère nécessaires à une cémentation efficace.
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