Gaz sementasyon

Sementasyon, karbonun, katı demir alaşımına girmesini sağlayarak gerçekleştirilen bir yüzey sertleştirme işlemidir. Metalin, önceden belirlenmiş bir süre boyunca, karbonlu ortamda dönüşüm sıcaklığı üzerine çıkana kadar ısıtılmasıyla gerçekleştirilir. Sementasyondan sonraki aşamada, sementasyon katmanı yüzeyini sertleştirmek için parçalara suverilir. Çekirdek etkilenmez.

Düşük karbonlu çelik için çok yaygın olarak kullanılan bir yüzey sertleştirme işlemidir. Sementasyon tekniğinin endüstriyel önemi pazar payına da yansımış olup tüm sertleştirme işlemlerinin üçte birlik bölümünü sementasyon oluşturmaktadır.

Faydalar

Sementasyon ve suverme işlemleri sonucunda aşınmaya dirençli sert yüzeyler elde edilir. Bunun da ötesinde, yumuşak çekirdek yapıları sayesinde darbe sonucu oluşan zararların önüne geçilir. Yüzey sertleştirme işleminden farklı olarak, bu işlem genellikle derin kabuk derinliği elde etmek için uygulanır.

Uygulamalar ve malzemeler

Genel uygulamalara, aktarım dişlileri ve otomobil şaftları, rüzgar türbini ve pompa parçaları gibi uzun süreli çalışan ve ağır darbeye maruz kalan parçalar dahildir. Çok farklı çelik çeşitlerine sementasyon yapılabilir. Alaşım elementlerinin ve işlem parametrelerinin seçimi ile sert aşınmaya dirençli yüzey ve tok çekirdeğin eşsiz birleşimi sağlanır.

Örnekler:

Proses detayları

Sementasyon, diğer alaşım elementlerini de içeren düşük karbonlu çeliğin (genelde %0,25 oranında karbon) yüzeyine karbon ekleyen bir termokimyasal difüzyon işlemidir. Karbon difüzyon derinliği ve ilgili etkin kabuk sertlik derinliği (ECD), genellikle 2mm’den az olan sığ derinliklerden, 4mm den 6mm’ye kadar derinleşebilir. İşlem sürecinin tamamı üç fazda gerçekleşir:

• Suverme entegreli kamaralı bir fırında, 880° ile 980°C sıcaklık aralığında, karbonlu bir ortamda yüzeyin karbonca zenginleştirildiği termokimyasal süreç.
• Yağ, polimer/su çözeltisi veya tuz ile suverme işlemi ile sertleştirme süreci.
• Sertleştirme uygulamasını takip eden meneviş süreci. Meneviş sıcaklığı ve süresi, üründen istenen isteklere ve uygulamaya bağlı olarak değişir. Meneviş işlemi pik gerilimleri en aza indirir ve çatlak oluşumunu azaltır.