Диффузионная металлизация
Диффузионная металлизация – это насыщение поверхностного слоя стали различными элементами. При насыщении алюминием процесс называют алитированием, хромом – хромированием, кремнием – силицированием, бором – борированием.
При диффузионной металлизации металлы образуют с железом твердые растворы замещения. Диффузия металлов происходит значительно медленнее, чем диффузия углерода или азота, поэтому все процессы диффузионной металлизации протекают при больших температурах: алитирование при 900-1200°С, силицирование при 1050-1100 °С, хромирование при 1000-12000С. Применение диффузионной металлизации технически эффективно и экономически выгодно. Детали из углеродистых сталей, насыщенные с поверхности хромом, алюминием или кремнием, становятся жаростойкими при температуре 1000-1100°С, что значительно выгоднее, чем изготовление их из дорогостоящих жаростойких легированных сталей.
При металлизации алюминием повышается жаростойкость деталей. Такие детали можно эксплуатировать при температуре 1200оС.
Силицирование повышает жаростойкость до температуры 800- 850°С, сопротивление истиранию, коррозионную стойкость в некоторых кислотах.
Хромирование увеличивает твердость (до 1600-1800 HV), жаростойкость, коррозионную стойкость.
При борировании повышаются твердость, сопротивление абразивному износу и коррозионная стойкость. Борированная сталь теплостойкая (до температуры 900°С), жаростойкая (до температуры 800°С), но очень хрупкая. Чаще всего борируют среднеуглеродистую сталь при температуре 850-900°С с выдержкой в течение 2-6 ч; глубина слоя 0,15-0,35 мм. Борирование производят двумя способами: электролизным и газовым.
При электролизном способе в тигле с расплавленной бурой при температуре 950°С помещают графитовый стержень (анод) и обрабатываемую деталь (катод). Бура разлагается, образуя атомарный бор, который диффундирует в поверхность стали.
Газовое борирование осуществляют в газовой смеси из диборана В2Н6 и водорода Н2. Толщина борированного слоя не превышает 0,3 мм, твердость 1800-2000 HV. Борируют траки, втулки газовых нефтяных насосов и другие быстро изнашивающиеся детали.
Новое направление в области диффузионной металлизации связано с процессом диффузии электронов, ионов, нейтронов в поверхностный слой металла. Бомбардировка электронами с помощью электронной пушки-ускорителя создает сильно нагретый поверхностный слой металла. При остывании получается гладкая оплавленная поверхность с высокой твердостью. В поверхностный слой детали можно направить с большой скоростью ионы более прочного металла и создать на его поверхности улучшенный слой металла, который путем диффундирования проникает на большую глубину. При обычной металлизации это не удается, так как образовавшаяся при нагреве деталей оксидная пленка, или окалина, мешает проникновению атомов вводимого металла. При бомбардировке ионы легко в него проникают. Таким образом, можно обычную углеродистую сталь штамповать требуемого размера и с малой шероховатостью поверхности, а затем облучением создать на ее поверхности слой из другого, более прочного металла.
Выводы по лекции
Процессы химико-термической обработки (ХТО) заключаются в сочетании термического и химического воздействия в целях изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали. При ХТО происходит насыщение поверхности стали различными химическими элементами за счет диффузии, проникновения в кристаллическую решетку железа атомов этих элементов. Этот процесс происходит при нагреве стальных деталей в газовой, жидкой или твердой среде, богатой этими элементами. Наиболее распространены следующие виды ХТО: цементация, азотирование, цианирование, диффузионная металлизация и т. д.
Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 3849;