КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Диффузионная металлизацияБорирование
Борированием называют процесс поверхностного насыщения поверхностных слоев стальных изделий бором при температуре 900…950 0С в течение 2…6 ч. Для борирования применяют карбид бора (В4С) и буру (Na2B4O7), ферробор, аморфный бор, диборан (В2Н6) и другие боросодержащие вещества. Цель борирования - повышение твердости, износостойкости и некоторых других свойств стали. Диффузионный слой толщиной 0,05…0,15, состоящий из боридов FeB и Fe2B обладает высокой твердостью (HV до 21000 МПа), стойкостью к абразивному изнашиванию, коррозионной стойкостью, поэтому его применяют для повышения стойкости бурильного и штампового инструмента.
Диффузионной металлизацией называют процесс поверхностного насыщения стали металлами. Насыщение алюминием называется алитированием, хромом - хромированием, кремнием - силицированием, титаном - титанированием и т. д. В результате насыщения поверхности указанными металлами повышается определенный комплекс свойств (износостойкость и твердость, коррозионная стойкость, жаростойкость и др.). Как и при насыщении металлоидами, существуют различные способы осуществления диффузионной металлизации. При насыщении стали металлами с низкой температурой плавления (алюминий, цинк), чаще применяют их расплавы, а для более тугоплавких (кремний, ванадий) используют контакт стали либо с их порошковыми ферросплавами, либо летучими хлоридами металлов (АlСl3, CrCl2, SiCl4 и др.). Алитирование проще проводить отжигом в порошкообразных смесях либо методом напыления с последующим диффузионным отжигом при 900…1100°С. В результате окисления алюминия после алитирования на поверхности стали образуется пленка Al2O3, предохраняющая ее от окисления и сталь приобретает повышенную коррозионную стойкость. Толщина алитированного слоя обычно составляет 0,2…1,0 мм. Алитированию подвергают детали, длительно работающие при высоких температурах (чехлы термопар, детали разливочных ковшей, топки газогенераторных машин). Хромирование изделий проводят чаще всего в порошкообразных смесях (например, в смесях, содержащих 50 % феррохрома, 49 % оксида алюминия и 1 % хлористого аммония). Хром при высокой температуре (1000…1050 °С) испаряется из феррохрома и диффундирует в сталь. По структуре диффузионный слой представляет твердый раствор хрома в a - железе, если хромируют техническое железо, а при насыщении стали в хромистом феррите распределяются специальные карбиды хрома (Cr,Fe)7C3, (Cr,Fe)23С6. Карбидный слой обладает высокой твердостью, достигающей 12000…13000 HV. В последнее время применяют так называемое глубокое хромирование (на глубину от 2 до 8 мм, осуществляемое при высоких температурах (1400…1450 °С)). Хромирование применяют для деталей, работающих на износ в агрессивных средах (детали паросиловой аппаратуры, пароводяная арматура и др.). Силицирование проводят для повышения стойкости изделий в морской воде, различных кислотах (серной, соляной, азотной), в порошкообразных смесях (70 % ферросилиция, 20 % шамота, 5 % HCl), но чаще - в газообразной среде (SiCl4) при 950…1000 °С. Силицированный слой представляет собой твердый раствор кремния в a - железе. Он отличается повышенной пористостью, глубина его 0,3…1 мм. Твердость силицированного слоя невысока (2000…3000 HV ), но после предварительной пропитки маслом при 170…200 °С он обладает высокой износостойкостью. Силицированию подвергают детали оборудования для химической, нефтеперерабатывающей промышленности т. п. При титанировании поверхностный слой в низкоуглеродистой стали отличается повышенными коррозионными свойствами, а в средне- и высокоуглеродистых - также и высокой твердостью (до 27000 HV ) и износостойкостью. Титанирование проводят в порошкообразных смесях (например, 75 % порошка низкоуглеродистого титана, 15 % плавикового шпата, 4 % фтористого натрия и 6 % соляной кислоты). Процесс проводят при 800…1000°С. Разрабатываются также способы газового титанировация - при пониженном давлении и температуре 1000 °С в присутствии титанового порошка или губки. Продолжительность процесса варьируют от 2 до 6 ч. Образующийся поверхностный титанированный слой имеет очень высокую твердость. Так у стали 45 поверхностная твердость достигает 27000 HV. Титанирование применяют для лопастей гребных винтов, поршней судовых двигателей, фильер для протяжки проволоки и т. п. При титанировании фильер из стали их износостойкость на 30 % превышает стойкость металлокерамического твердого сплава ВК8. В последнее время разрабатывают способы многокомпонентного насыщения поверхности несколькими металлами и металлоидами. В случае насыщения металлами на поверхности образуются слои со свойствами, характерными для легированных сталей. Наиболее широко пока разрабатывают методы двухкомпонентного насыщения (например, один из компонентов - бор, повышающий износостойкость, а второй - алюминий, повышающий жаростойкость). Кроме бороалитирования применяют также боросилицирование, боротитанирование, бороазотирование и многие другие. Износостойкость бороалитированных, борохромированных, бороцирконированных изделий ниже, чем просто борированных, но эти покрытия менее хрупки и изделия выдерживают более высокие динамические нагрузки. Еще более высокие свойства поверхностных слоев получаются при трех- и более компонентном насыщении. Применяют также способ осаждения покрытий из карбидов и нитридов титана, циркония и других элементов. Стойкость инструмента с покрытиями из карбидов титана повышается в 2,5…3,5 раза. Толщина карбидного слоя 3…6 мкм получается за 2…3 ч при 1000 °С. В последнее время используют резцы с покрытиями из нитридов титана. Это покрытие имеет меньшую твердость по сравнению с покрытием из карбида титана, но дает возможность работать с большими скоростями резания, так как уменьшается разогрев инструмента. В заключение следует отметить, что скорость процессов диффузионной металлизации существенно различна в углеродистых и легированных сталях. При этом различные легирующие элементы могут, как ускорять, так и замедлять процесс диффузионной металлизации (рис. 98).
Рис. 98. Влияние легирующих элементов на толщину хромированного слоя (температура хромирования 1100 0С)
Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 2405; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |