Диффузионная металлизация

Диффузионная металлизация – процесс диффузионного насыщения поверхности стальных деталей металлами с целью придания их поверхности жаростойкости, коррозионной стойкости, твердости, износостойкости и др. Диффузионная металлизация может осуществляться в твердых, жидких и газообразных средах. Для твердой диффузионной металлизации используют ферросплавы с добавлением хлористого аммиака (0,5...5 %). Жидкую диффузионную металлизацию проводят, погружая детали в расплавленный металл (А1, Cr и др.). Газовую диффузионную металлизацию проводят в газовых средах - хлоридах различных металлов. Поверхностное насыщение проводится при температурах 900...1200 °С.

Рассмотрим кратко наиболее часто применяемые процессы диффузионной металлизации.

Силицирование - термодиффузионное насыщение поверхности изделия кремнием с целью повышения коррозионной стойкости, жаростойкости, износостойкости и кислотостойкости материалов в агрессивных жидких и газовых средах. Силицирование применяют, например, для гнезд клапанов, вкладышей подшипников, роторов водяных насосов, рубашек цилиндров, трубопроводной арматуры, труб судовых механизмов и др.

Алитирование - процесс насыщения поверхностного слоя стали алюминием для повышения жаростойкости, коррозионной и эрозионной стойкости сталей, чугунов и медных сплавов. Алитирование осуществляют в порошкообразных смесях, в ваннах с расплавленным алюминием, в газовой среде и распылением жидкого алюминия. Наибольшее распространение получило алитирование в порошках с насыщением из газовой фазы. На поверхности образуется плотная пленка оксида алюминия (А1₂0_з), предохраняющая поверхность от окисления. Алитирование производят при 950…1050°С в течение 3...12 ч. Толщина слоя составляет в среднем 0,2...0,8 мм.

Хромирование - процесс насыщения поверхностного слоя стали хромом, при этом повышается коррозионная стойкость, твердость и износостойкость. Наибольшее применение получило хромирование в порошкообразных смесях феррохрома или хрома, хлористого аммония и оксида алюминия. Хромирование производится при 1000…1050°С в течение 6...12 ч. Толщина получаемого слоя не более 0,2 мм. Хромируют обычно низкоуглеродистые стали. Хромированию подвергают клапаны компрессоров, матрицы штампов для холодной высадки и др.

Никелирование - обработка поверхности изделий путем нанесения на них никелевого покрытия. Толщина наносимого покрытия обычно составляет от 1 до 50 мкм. Как правило, никелированием обрабатывают металлические изделия, изготовленные из стали либо других металлов и сплавов, в частности меди, цинка, алюминия, реже марганца, титана, вольфрама или молибдена. Кроме того, существуют методы никелирования неметаллических поверхностей - полимерных, керамических, и т.д.

Никелирование применяется для повышения износостойкости, восстановления размеров изношенных деталей (до 1,25 мм.). При трении без смазки износостойкость никелевого покрытия в 2…3 раза выше, чем у закаленной стали, на 10…20 % ниже, чем хромированной поверхности. Никелирование защищает изделия от коррозии в атмосфере, растворах щелочей и солей, а также слабых органических кислот. Наиболее распространены электролитическое (гальваническое) и химическое никелирование.

Оксидирование - создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв. Различают термические, химические, электрохимические (или анодные) и плазменные методы оксидирования.

Железнение - процесс электролитического осаждения железа из водных растворов его закисных солей. Железо осаждают на катоде; анодом служат прутки или полосы малоуглеродистой стали.

Электролитически осаждённое железо отличается высокой химической чистотой, благодаря чему его коррозионная стойкость выше, чем у малоуглеродистой стали. По структуре состоит из вытянутых по направлению к покрываемой поверхности зёрен. Предел прочности 350…450 МПа, относительное удлинение 5…10 %, твердость НВ 100…240 (в зависимости от состава электролита и условий электролиза). Толщина слоя может достигать 8 мм. Если необходима более высокая твердость, например, при восстановлении цементованных изделий, то прибегают к хромированию или цементации покрытия.

Железнение применяется как средство наращивания металла на изношенную поверхность стальных и чугунных деталей при восстановлении их размеров. Для получения износостойких покрытий с повышенными механическими свойствами и улучшенной структурой железнение проводят в электролитах, содержащих марганец или никель.

Дата добавления: 2014-12-26