Vakum altında yağ sementasyonu, metal parçaların yağ ve sementasyon bileşiği ile dolu bir fırında ısıtılmasını içeren bir işlemdir. Bu işlemin amacı metal parçaların yüzey sertliğini, aşınma direncini ve korozyon direncini iyileştirmektir.
İşlem dört ana adımdan oluşur: hazırlık, ısıtma, soğutma ve temizleme. Hazırlık adımında, metal parçalar kir, yağ veya pası gidermek için temizlenir ve yağdan arındırılır. Çimentolama bileşiği odun kömürü, grafit veya kok kömürü gibi karbonlu malzemeler ile krom, manganez veya silikon gibi katkı maddelerinin bir karışımıdır. Çimentolama bileşiği bir kaba yerleştirilir ve üzeri yağ ile kaplanır. Metal parçalar daha sonra kabın içine yerleştirilir ve yağın içine daldırılır.
Isıtma adımında, kap bir vakum fırınına yerleştirilir ve birkaç saat boyunca 800°C ile 1000°C arasında bir sıcaklığa ısıtılır. Vakum oksidasyonu önler ve yağda gaz oluşumunu azaltır. Yağ, çimentolama bileşiğinden metal parçaların yüzeyine kadar karbon ve diğer elementlerin taşıyıcısı olarak görev yapar. Karbon metalin içine yayılır ve kılıf adı verilen sert bir tabaka oluşturur. Diğer elementler, kılıfın özelliklerini geliştiren alaşım bileşikleri oluşturur.
Soğutma adımında, kap fırından çıkarılır ve yavaşça oda sıcaklığına soğutulur. Soğutma hızı kabın mikro yapısını ve sertliğini etkiler. Daha yavaş bir soğutma hızı daha yumuşak ve daha sünek bir kasa üretirken, daha hızlı bir soğutma hızı daha sert ve daha kırılgan bir kasa üretir.
Temizleme adımında, metal parçalar kaptan çıkarılır ve fazla yağı veya çimentolama bileşiğini gidermek için çözücülerle veya alkali çözeltilerle temizlenir. Metal parçalar daha sonra işlenmeye veya kullanıma hazır hale gelir.
Vakum altında yağ sementasyonu, dişliler, miller, rulmanlar ve aletler gibi çelik parçaların yüzey sertleştirmesi için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Karbürleme veya nitrürleme gibi diğer yöntemlere göre çeşitli avantajlar sunar. Bu avantajlardan bazıları şunlardır:
- Karmaşık şekiller ve geometriler boyunca eşit bir kasa derinliği ve sertlik üretir.
- Düşük termal gerilimler nedeniyle metal parçaların bozulmasını ve çatlamasını azaltır.
- Yağ varlığı nedeniyle metal parçaların kayganlığını ve sürtünme önleyici özelliklerini geliştirir.
- Çimentolama bileşiğinin bileşimini ve miktarını ayarlayarak karbon içeriğinin ve kasadaki diğer elementlerin hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
- Geleneksel yöntemlere göre daha az petrol ve gaz kullanarak çevre kirliliğini ve enerji tüketimini azaltır.