Difetti comuni nelle parti carburate e relative contromisure

Grandi carburi a blocchi o reticolati in strati carburati

Cause del difetto:

Concentrazione eccessiva di carbonio superficiale:

Velocità di gocciolamento eccessiva nella cementazione a goccia.

Gas di arricchimento eccessivo nella cementazione in atmosfera controllata.

Elevato contenuto di cianuro nella cementazione liquida a bagno di sale.

Velocità di raffreddamento lenta dopo lo scarico del forno.

Contromisure:

Ridurre la concentrazione di carbonio superficiale:

Ridurre la velocità di gocciolamento durante la fase di diffusione e aumentare leggermente l'umidità nel periodo di diffusione.

Ridurre la velocità di gocciolamento durante la fase di cementazione.

Diminuire l'agente carbonizzante nella cementazione solida.

Ridurre il contenuto di cianuro nella cementazione liquida.

Durante l'estate, utilizzare il raffreddamento con flusso d'aria per favorire un raffreddamento più rapido dopo lo scarico.

Aumentare la temperatura di raffreddamento di 50–80 gradi e prolungare il tempo di mantenimento.

Eseguire la doppia tempra, normalizzazione + tempra o normalizzazione + rinvenimento ad alta temperatura seguita da tempra e rinvenimento.

Austenite residua in eccesso nello strato cementato

Cause del difetto:

Austenite stabile con alto contenuto di carbonio e di elementi di lega.

Il rinvenimento ritardato provoca la stabilizzazione termica dell'austenite.

Raffreddamento lento dopo il rinvenimento.

Contromisure:

Evitare un'eccessiva concentrazione di carbonio superficiale.

Ridurre le temperature di raffreddamento o riscaldamento per garantire che il contenuto di ferrite nel nucleo sia inferiore o uguale al grado 3.

Eseguire un raffreddamento rapido dopo il rinvenimento a bassa temperatura.

Riscaldare, raffreddare o eseguire un trattamento criogenico dopo il rinvenimento ad alta temperatura.

Decarburazione superficiale

Cause del difetto:

Basso potenziale di carbonio nel gas del forno durante le fasi successive della cementazione gassosa.

Velocità di raffreddamento lenta dopo la cementazione solida.

Raffreddamento ad aria prolungato dopo la cementazione.

Mancanza di raffreddamento protettivo nella fossa di raffreddamento.

Riscaldamento dell'aria in forni senza atmosfera protettiva durante la tempra.

Disossidazione incompleta nel riscaldamento in bagno di sale.

Contromisure:

Utilizzare un mezzo con un potenziale di carbonio adeguato per il rifornimento.

Effettuare la pallinatura dopo la tempra.

Levigare gli strati decarburati. Le parti più grandi possono consentire strati decarburati fino a 0,02 mm.

Formazione di bainite (struttura nera) nello strato cementato

Cause del difetto:

Elevato contenuto di ossigeno nei mezzi di cementazione: l'ossigeno si diffonde nei bordi del grano, formando ossidi di Cr, Mn e Si, impoverendo gli elementi leganti e riducendo la temprabilità.

Contromisure:

Controllare la composizione del gas del forno per ridurre il contenuto di ossigeno.

Come rimedio eseguire la pallinatura.

Migliora la capacità di raffreddamento del mezzo di raffreddamento.

Eccessiva ferrite nel nucleo, con conseguente durezza insufficiente

Cause del difetto:

Bassa temperatura di raffreddamento.

Riscaldamento inadeguato o tempo di mantenimento insufficiente durante l'estinzione.

Presenza di ferrite non disciolta nel nucleo.

Formazione di prodotti di decomposizione dell'austenite nel nucleo.

Contromisure:

Riscaldare e raffreddare secondo le procedure standard.

Aumentare leggermente la temperatura di raffreddamento e prolungare il tempo di mantenimento.

Profondità dello strato cementato insufficiente

Cause del difetto:

Bassa temperatura del forno e tempo di mantenimento insufficiente.

Bassa concentrazione di agente cementante.

Perdita del forno.

Composizione anomala del bagno di sale durante la cementazione liquida.

Carico eccessivo del forno.

Ossidazione o deposito di carbonio sulle superfici delle parti.

Contromisure:

Regolare la temperatura di cementazione, il tempo, la velocità di gocciolamento e la tenuta del forno.

Controllare regolarmente la composizione del sale e l'attrezzatura.

Pulire accuratamente le parti prima della carburazione.

Eseguire una cementazione supplementare se lo strato è troppo sottile, con una velocità di rifornimento di 0,1 mm/h.

Profondità dello strato cementato non uniforme

Cause del difetto:

Temperatura del forno non uniforme.

Cattiva circolazione atmosferica nel forno.

Depositi di nerofumo sulla superficie.

Differenze di temperatura in scatole di cementazione solide o agente di cementazione non uniforme.

Ruggine, macchie d'olio o rugosità superficiale irregolare sulle parti.

Sospensione o densità di impaccamento irregolare delle parti.

Struttura a bande nelle materie prime.

Contromisure:

Pulire accuratamente le parti prima della carburazione.

Rimuovere i depositi carboniosi del forno.

Disporre le parti in modo uniforme con la stessa spaziatura durante il caricamento.

Controllare regolarmente l'uniformità della temperatura del forno.

Assicurarsi che le materie prime siano prive di struttura fasciata.

Monitorare costantemente l'atmosfera e le condizioni del forno.

Bassa durezza superficiale

Cause del difetto:

Bassa concentrazione di carbonio superficiale.

Elevato contenuto di austenite residua sulla superficie.

Formazione della struttura della bainite.

Temperatura di raffreddamento elevata, che causa un'eccessiva dissoluzione del carbonio nell'austenite.

Bassa temperatura di raffreddamento, con conseguente insufficienza di carbonio nella martensite.

Temperatura di rinvenimento eccessiva.

Contromisure:

Ripristinare la concentrazione di carbonio secondo necessità.

Riscaldare e temprare le parti con elevata austenite residua dopo il rinvenimento ad alta temperatura.

Per le strutture bainitiche, eseguire il riscaldamento e la tempra.

Attenersi a rigorose procedure di trattamento termico.

Corrosione e ossidazione superficiale

Cause del difetto:

Impurità come acqua, zolfo e solfati negli agenti cementanti.

Perdita di gas dal forno o residui di sale fuso dopo la cementazione liquida.

Scarica ad alta temperatura senza protezione adeguata.

Pulizia inadeguata dopo il trattamento con bagno di sale.

Superfici delle parti sporche.

Contromisure:

Utilizzare agenti cementanti puri e monitorare la composizione del bagno di sale.

Ispezionare regolarmente le guarnizioni del forno.

Pulire e lavare le parti subito dopo il trattamento.

Seguire rigorose procedure operative.

Rottura nelle parti carburate

Cause del difetto:

Il raffreddamento irregolare provoca stress durante la trasformazione.

L'austenite trattenuta sotto la bainite si trasforma in martensite nelle fasi successive di raffreddamento, causando stress da trazione.

Velocità di raffreddamento eccessive durante la tempra o forme di parti complesse.

Alti oligoelementi (Mo, B) aumentano eccessivamente la temprabilità.

Contromisure:

Raffreddamento lento dopo la cementazione per garantire la completa trasformazione perlitica.

Accelerare il raffreddamento post-carburazione per ottenere martensite + austenite trattenuta alleviando le tensioni.

Ridurre la velocità di raffreddamento durante la tempra o aumentare la temperatura del mezzo di tempra per le parti soggette a fessurazioni.