Как шестерню калил

Всё чаще пишут о войнах, прошедших и будущих, фриках и выборах. Решил вклиниться и разбавить привычный ход постов. Напишу как шестерню калил, предварительно зацементовав зубья её. Постараюсь написать максимально доступно, может где-то отойду от абсолютной истины, в пользу простоты.
Сразу оговорюсь, здесь не будет дана технология, все упомянутые цифры примерны, как и всё остальное. Ну а как вы хотели, у каждой фирмы свои секреты успеха.
Ожидается 20 фото и одно видео

1. Термический участок в Петербурге, на территории Кировского завода. Частное предприятие, занимаемся термической обработкой сталей и сплавов, а так же периодически привозят на обработку температурой титан, алюминий, чугун. На фото пример того что к нам приезжает

2. Писать свой опус буду на примере вот такой шестерёнки. В дальнейшем она пойдёт в коробку передач трактора «Кировец», а пока её надо улучшить. Улучшение будет состоять в том что бы сырая сталь набрала необходимую твёрдость в нужных частях, при этом сохранила прочие свойства требуемые заказчиком. Для получения этих свойств, шестерёнке предстоит пройти через множество печей, впитать в себя углерод, искупаться в масле и принять водный душ, но об этом ниже

3. Собираются шестерёнки на оснастку, исходя из грузоподъёмности печи. Оснастка — это то на чём лежат шестерёнки, вот это самое ярусное строение темно-серого цвета. Оснастка штука дорогая, цена измеряется в сотнях тысяч рублей, жаропрочные стали не дёшевы. При этом срок службы оснастки относительно не большой, ибо постоянно испытывает температурные перегрузки.
Когда детали собраны на оснастку, последняя превращается в садку и отправляется в печь, на низкую температуру (до 500С), что бы отжечь с деталей масло налипшее во время механической обработки

4. Не обращайте внимания на буквы иностранные, это сварщики изгаляются. Вся оснастка, приспособы, всё делаем своими силами, получается дешевле, где-то быстрее и под свои нужды проще заточить. На фото видим кусок стали, обёрнутый в проволоку. Этот кусок стали далее будет именоваться свидетелем, на некоторых производствах его называют образец. Зачем он нужен объясню ниже

5. Садка уезжает в печь с контролируемой атмосферой, дабы появился цементационный слой, прошёл процесс цементации деталей. Если проще, сырое железо имеет крайне низкую твёрдость, для нормальной работы шестерёнки в механизме, что бы зубья шестерни не истирались за день интенсивных нагрузок, нам надо поднять твёрдость зубьев. Для этого в структуру железа, его кристаллическую решётку, внедряем углерод или азот, атомы у этих газов мелкие, в структуру металла входят хорошо, но для этого приходится поддерживать температуру выше 930С, в нужных пропорциях подавать газы, усердно молиться, соблюдать технологию. На фото типовая шахтная печь с контролируемой атмосферой. Факел дожигает отходящие газы, двигатель крути вентилятор, который в свою очередь гоняет подаваемый в рабочее пространство печи газ. Всё печное оборудование отечественное, да в общем-то как и 95% всего оборудования на производстве

6. Рабочее пространство печи состоит из герметичного муфеля, дабы держать подаваемый газ под нужным давлением. Так же в рабочем пространстве имеется реторта, на фото это нижняя окружность с треугольниками упирающимися в муфель. Реторта нужна для того что бы направлять поток газов в нужном направление. Так же потоки воздуха создаваемые вентилятором позволяют улучшать теплообмен в печи. Печь электрическая, тепло от стенок, где нагреватели, быстрее переносится к центру рабочей зоны

7. Крышка печи, с кучей газопроводов, по которым и поступает нужный нам газ, например пропан, аммиак. Перед тем как газ попадает в печь, он проходит через катализатор, с помощью его происходит ускорение реакций. Катализатор представляет собой высокопористое вещество. Вот что бы продуктами горения масла налипшего при механической обработке не забивались эти самые поры, садка в самом начале уходила на обжиг при малых температурах. Интересные факт, на заводе изготовителе, стоимость этого катализатора около 4000 рублей, перекупщики меньше чем за 20 000 не продают, все хотят кушать

8. Крышка печи изнутри. Вот этот самый вентилятор, гоняющий атмосферу в печи, лопасти начали уставать скоро замена. Кромка крышки печи достаточно острая, на фото №6 можно увидеть песок, в который погружается эта кромка. Песок выполняет роль уплотнителя, помогает избежать утечки газа

9. После 20 часового нахождения в печи, садка выходит с цементации

10. Снимается свидетель, тот самый что был завёрнут в проволоку на фото №4 и разрезается. Резка идёт под струями воды, дабы не случилось перегрева

11. Затем свидетель шлифуется

12. После шлифования получаем такую поверхность

13. Наносим на неё кислоту, иначе говоря травим свидетель, и проявляется науглероженный слой. На этом этапе нас интересует его толщина

14. Толщина цементационного слоя нас устроила, потому сажаем садку на закалку. В данном случает садка ушла в ту же печь, на меньшую температуру (свыше 830С). Закалка так же проходит в защитной атмосфере. Газ подаётся в печь, но через другие отверстия, где нет катализатора, их можно увидеть на фото с вентилятором. Смысл подачи газа в том что бы слой появившийся после цементации не выгорел на высокой температуре. Видео процесса закалки прилагается

15. Садка калится в термическое масло, где остывает с нужной скоростью, формируя нужную нам кристаллическую решётку, тем самым наделяя сталь (шестерню) нужными свойствами. У задней стенки мы видим два штока, на их концах импеллеры, они гоняют масло по баку, поднимая холодные нижние слои на верх, за одно сбивая паровую рубашку с остывающей садки

16. Даём стечь маслу. Обратите внимание, шестерни стоят почти вертикально, от части это делается для того что бы не уносить из закалочного бака масло, дать ему спокойно стечь. Масло тоже стоит денег

17. Тот же самый свидетель, но уже после закалки, слой стал виден значительно лучше. Этот свидетель шлифанут ещё раз, доведут до зеркального состояния и отправят в лабораторию, где под микроскопами технологи будут разглядывать структуру металла, слоя, давать оценки

18. Садка после мойки. Мойка чем то напоминает всем известный керхер. Струи воды под большим давление бьют по масляной детали, сбивая это самое масло

19. Всё что не сможет смыть мойка, выгорит в печи, куда после мойки садка уходит на отпуск. Отпуск представляет из себя выдержку садки некоторое количество времени на низкой температуре (около 200С), нужен он что бы снять напряжения в кристаллической решётке металла, появившееся после закалки

20. Наступает последний этап, проверка твёрдости детали. Для этого слегка зачищается один из зубьев шестерни и с помощью прибора не разрушающего контроля мы узнаём получившуюся твёрдость

Лирическое отступление.
1. Завод, территория «Кировского завода», обитаема, производства появляются новые, старые выходят на новый уровень и расширяются, идёт непрерывный процесс переоборудования цехов.
2. ЗП от 50 000. Вредность по первой сетке, зато спёртым офисным воздухом не дышу.
3. Молодёжи на предприятиях много, не смотря на массовые закрытия училищ. Люди учатся на месте, многие с высшим образованием. Джамшутов, после ослабления рубля стало сильно меньше.
4. По инету видео ходит «Как закалить любую сталь» или что-то вроде этого, не повторяйте чужие ошибки, далеко не каждая сталь калится на воду.