Термообработка металла в Перми:
закалка, ТВЧ, цементация и азотирование

С чем приходят пермские предприятия

Обращения из города укладываются в две схемы. Первая: деталь уже выточена, у себя или у соседнего подрядчика, осталось добрать твёрдость. Вторая: отдать задачу целиком, от прутка до готового изделия с замером и протоколом. Термичка Пермь у нас работает в обоих вариантах, давальческая садка и полный маршрут с механикой идут одинаково.

По сути задач тоже видна закономерность. Износ: пальцы навески, ролики, ножи, зубья и звёздочки транспортёров, им нужна твёрдая рабочая поверхность. Прочность: вал под знакопеременной нагрузкой улучшают до чистовых проходов, чтобы он не лопнул в работе. Малоуглеродистое, которому без углерода твёрдости не получить, уходит в цементацию. Отдельно ремонтные истории: деталь сточило или повело, её надо восстановить и закалить заново.

Про сами режимы, структуры и физику превращений подробно написано на общей странице термообработка металла. Здесь речь о другом: что именно отправлять из города, за какой срок оно вернётся и во сколько обойдётся.

Две закалки: в печи и токами высокой частоты

За фразой закалка металла Пермь скрываются две непохожие операции, и определиться, какая нужна, лучше до того, как деталь поедет в Челны.

Печная закалка прогревает тело насквозь, твёрдым становится всё сечение. Так обрабатывают то, что нагружено целиком: матрицы, пуансоны, клинья, оправки, ножи, небольшие оси. Обратная сторона такая же сплошная: хрупкая сердцевина, заметная поводка, тонкую стенку уводит сильно. Закалка ТВЧ Пермь решает задачу иначе. Индуктор разогревает только корку в 1-3 мм, спреер гасит её сразу, а середина детали остаётся вязкой и держит удар.

Полезная привычка при заявке: описывать не операцию, а работу детали. Где трётся, какая нагрузка, удар или качение. По такому описанию режим подбирается точнее, чем по короткому «надо закалить».

Насыщение поверхности: углерод и азот

Малоуглеродистая сталь закалку попросту не примет, мартенситу не из чего образоваться. Выход один: добавить в поверхностный слой углерод либо азот снаружи.

• Цементация Пермь: деталь выдерживают в науглероживающей среде при 900-950 °C, затем закаливают и дают низкий отпуск. Подходят стали 20, 20Х, 18ХГТ, 12ХН3А. На выходе слой 0,6-1,2 мм твёрдостью 56-62 HRC при сердцевине 30-40 HRC.
• Нитроцементация: азот подаётся вместе с углеродом, температура ниже, 840-870 °C. Деталь меньше уводит, слой выходит 0,2-0,8 мм, цикл короче.
• Азотирование Пермь: долгая выдержка от 20 до 60 часов при 500-560 °C. Геометрия почти не меняется, слой 0,2-0,5 мм тянет 700-1 000 HV.
• Порядок: азотируем в самом конце, деталь должна приехать уже улучшенной и в окончательном размере. После цементации, наоборот, нужна шлифовка.

Выбирают так: где бьёт и давит, как на рудниках и конвейерных линиях, берут цементацию ради толстого слоя. Где деталь точная и изнашивается трением скольжения, уместнее азотирование, хотя ждать его дольше и платить за него больше.

Деформация при закалке и запас на шлифовку

Мартенсит занимает больший объём, чем исходная структура, поэтому в закалке деталь и коробит, и раздувает, примерно на 0,05-0,15 процента. Для диаметра 100 мм это уже десятые доли миллиметра. Значит, деталь, отправленная из Перми в окончательном размере по Н7, из своего допуска выйдет гарантированно.

Длинномер после отпуска выправляем на прессе и снова прогоняем через низкую ступень. Когда деталь длиннее 500 мм, биение 0,3-0,5 мм сразу из бака считается нормальным явлением, браком его никто не называет. Рамы и плиты уводит винтом, и лучшее лекарство тут промежуточный отжиг сразу после черновой.

Нет своего шлифовального участка, снимем припуск у себя и вернём в Пермь деталь, готовую к установке. Механику перед печью тоже можно поручить нам: токарные работы, фрезеровка.

Требования к чертежу: что проставить заранее

Четыре строчки в чертеже снимают половину будущей переписки: материал, нужная твёрдость с допуском, участки обработки и толщина слоя. Пермскому заказчику это вдобавок экономит сутки, ведь незакрытый вопрос по режиму держит садку, а обратная дорога и так занимает день-два.

Вилку по твёрдости закладывайте хотя бы в 4-5 единиц HRC. Формулировка «ровно 55 HRC» невыполнима физически, разброс по телу детали существует всегда. Увидим в чертеже слишком тесный допуск, на расчёте предложим достижимый.

Как детали ездят между Челнами и Пермью

Расстояние от цеха до города около 500 км. Плечо накатанное: по направлению через Ижевск и Чайковский между Татарстаном и Прикамьем идёт плотный поток фур и сборных грузов, так что с отправкой заминок практически не случается.

Складывается срок так: сутки на заезд деталей к нам, обработка по таблице ниже, ещё 1-2 дня обратной дороги. Если считать от двери до двери, выходит 4-7 дней на закалку с отпуском, 4-8 на улучшение, 7-13 на цементацию и 9-17 на азотирование.

Перед отгрузкой точные поверхности покрываем консервантом, резьбу закрываем, тяжёлые детали крепим к поддону.