загрузка...
загрузка...
На головну

Призначення основних видів хіміко-термічної обробки

цементація - Процес поверхневого насичення стали вуглецем при температурі 900-950 ° С. Цементації піддають маловуглецеві і низьколеговані сталі (менше 0,2% наприклад, стали 12ХНЗА, 18ХНВА і ін.), Рідше леговані і високовуглецеві стали. Цей процес з наступною термообробкою дозволяє отримати на деталях високу поверхневу твердість (до НRСе65), міцність і зносостійкість при в'язкої серцевини. Оптимальний вміст вуглецю в цементувати шарі 0,8 ... 0,9%, але не більше 1,2%. Товщина шару 0,5 ... 2,0 мм.
Цементацію проводять в газовому середовищі, в твердому карбюризаторі, рідкому середовищі і в різних пастах.

 При твердій цементації деталі завантажують в ящики разом з карбюризатором - речовиною, що містить вуглець. Карбюризатором є суміш деревного вугілля з вуглекислими солями (активаторами), що вводяться в кількості 20 ... 40%. Додавання до вугілля вуглекислих солей (ВаСО3, Na2CO3, K2CO3) активізує карбюризатор внаслідок утворення вуглекислого газу при розкладанні солей і реакції з вугіллям (ВаСО3 = ВаО + СО2; СО2 + С = 2СО). Оптимальний розмір твердих частинок карбюризатора становить 3 ... 5 мм. Цементаційний ящик ізолюють від зовнішнього середовища, промащуючи шви і щілини спеціальними вогнетривкими обмазками, в поміщають в піч, нагріту до 900 ... 950 ° С.

 Для газової цементації використовують різні гази, що містять вуглець: окис вуглецю, граничні вуглеводні (CH2n + 2) - метан, етан, пропан, бутан, природний газ і ін. Газ готується окремо. Температура газової цементації 920 ... 950 ° С.

 В процесі цементації досягається лише вигідний розподіл вуглецю по глибині поверхневого шару деталі. Тому для отримання високої твердості і зносостійкості поверхневого шару при в'язкої серцевині деталі після цементації піддають гарту (850 ... 900 ° С) і низькому відпустці (180 ... 200 ° С). Цементовий шар деталі після такої обробки має твердість НRCе58 ... 62, а серцевина-порядку НRСе 25 ... 35.
Рідка цементація використовується для зміцнення сталей на малу глибину, до 0,2 мм. Вона здійснюється в розплаві солей 75 ... 85% Nа2СО3 і 10 ... 15% NaCl з добавкою 6 ... 10% карбіду кремнію (SiC); останній, взаємодіючи з содою, розкладається і виділяється атомарний вуглець. Процес ведеться при температурі 815 ... 850 ° С в залежності від складу стали.
Останнім часом є рекомендації про застосування вакуумної цементації, що проводиться при температурі 1040 ° С (нагрівання. 45 хв, витримка 32 хв, глибина шару 1,25 мм) з подальшим гартом. Цей процес має ряд переваг: висока швидкість цементації, хороша чистота поверхні, немає внутрішнього окислення, невелика витрата карбюризатора, немає необхідності в газоприготувальної установках. Процес обробки повністю автоматизований.

 Цементовані деталі з легованих сталей після гарту рекомендується піддавати обробці холодом (-40 ...- 70 ° С) з подальшим низьким відпуском. При обробці холодом тривалість витримки встановлюється не менше 2 год. Обробка холодом проводиться з метою завершення процесу перетворення залишкового аустеніту в структурі цементованого шару в мартенсит, в результаті чого підвищуються твердість (HRCе> 61) і зносостійкість цементованого шару і стабілізуються розміри деталей.

Азотування - Насичення поверхневого шару сталевих деталей азотом в середовищі аміаку або в суміші аміаку і азоту при температурі 500 ... 700 ° С.
Тривалість азотування 20-80час. Глибина азотированного шару становить 0,1 ... 0,5 мм, твердість НV650 ... 1100. При цьому вміст азоту в поверхневому шарі досягає 10 ... 12%.

 Розрізняють антикорозійне і характеристиками міцності азотування.

 Азотування застосовується для підвищення твердості, зносостійкості, опору втоми і корозійної стійкості деталей, що працюють в атмосфері, воді, парі і т. Д.

 Характеристики міцності азотування є найбільш ефективним методом різкого підвищення поверхневої твердості, міцності, стійкості до зношування. Висока поверхнева твердість азотованих деталей не змінюється при повторних нагріву до 600-650 ° С. Азотіруют деталі машин, що працюють в умовах тертя і знакозмінних навантажень, вигину при обертанні. Найбільш поширеною азотіруемой сталлю є 38ХМЮА, у якій після азотування твердість досягає НV960 ... 1150.

 При температурі вище 400 ° С аміак дисоціює (по реакції НN3 = 3Н + N) з утворенням атомарного азоту. Атомарний азот поглинається і дифундує в глиб поверхневого шару, утворюючи при цьому азотисті фази.

 З багатьма легирующими елементами азот також утворює нітрид.

 Вибір температури азотування для сталевих деталей визначається вимогами до глибини і твердості шару. При високій твердості і невеликій глибині шару рекомендується застосовувати низьку температуру; при великій глибині і меншою твердості застосовують більш висока температура; при великій глибині і високої твердості застосовується двоступеневий режим.

Нітроцементація (ціанування) - Процес одночасного насичення поверхневого шару сталевих деталей азотом і вуглецем. Нитроцементацией розрізняють газову а рідку. При нитроцементации поверхневий шар насичують вуглецем і азотом з суміші аміаку (2 ... 6%) і науглероживается газами (світильний, пропан і ін.) Або рідинами (піробензін, синтин, триетаноламін і ін.). При ціанування насичення здійснюється з сольових розплавів, що містять ціанисті солі NaCN, Са (СN) 2, що є постачальниками активних атомів вуглецю та азоту. Нитроцементацией поділяють на низькотемпературну (500 ... 600 ° С) і високотемпературну (800 ... 950 ° С). Товщина зміцненого шару 0,15 ... 0,5 мм.
Час витримки при газовій нитроцементации вибирають в залежності від необхідної глибини шару і температури процесу. При високотемпературної нитроцементации середня швидкість утворення зміцненого шару дорівнює 0,08 ... 0,1 мм / год.

 Товщина ціанірованного шару залежить від часу витримки. За 1 годину витримки при робочій температурі 820 ... 860 ° С можна отримати шар товщиною 0,25 ... 0,35 мм.

 Після ціанування (нитроцементации) деталі піддають гарту в маслі або у воді і низькому відпуску при температурі 150 ... 170 ° С протягом 5ч. Газова нітроцементація конструкційних сталей забезпечує твердість HRC 58.

борирование - Процес поверхневого насичення сталевих (чавунних) деталей бором. Застосовують для підвищення поверхневої твердості (до НV1300-2500) низьколегованих чавунів, вуглецевих і високолегованих сталей і спеціальних сплавів. Висока поверхнева твердість деталей збільшує їх зносостійкість, особливо в умовах абразивного зносу.

 Твердість борованої поверхні зберігається при нагріванні до температури ~ 750 ° С. Борованої шар має підвищену жаростійкістю і кислотостойкостью.

 Для деталей при невеликих питомих навантаженнях глибина борованого шару може бути обрана в межах 0,25-0,4 мм, при великих питомих навантаженнях глибина шару не повинна перевищувати 0,2 мм.

 Дифузійні боридних покриття використовують насамперед для підвищення опору зносу. Вони мають також і вищі жаростійкість, корозійну і ерозійну стійкість, вогнетривкість в порівнянні з металом основи. Борирование сталей і тугоплавких металів здійснюють двома методами: Рідкофазний (електролізним і безелектролізним) і газофазним.

 Електролізне борирование проводиться в розплаві бури. Іноді до неї додають присадки, що знижують температуру плавлення, що підвищують жидкотекучесть і сприяють інтенсифікації процесу насичення, наприклад, борний ангідрид, хлористий натрій, жовту кров'яну сіль. При цьому методі катодом є боріруемий метал, анодом-небудь графітові електроди, або сам металевий тигель, в якому знаходиться борірующій розплав.

 Борирование в рідких середовищах без електролізу частіше проводять в розплаві бури. До неї додають невеликі кількості речовин, здатних служити восстановителями і утворювати внаслідок різниці електродних потенціалів з насичує металом гальванічний елемент: метал-електроліт-відновник.
Газове борирование проводять двома основними способами:
- Способом порошків, при якому боріруемие деталі поміщають в герметичний контейнер, засипають боросодержащей порошком і нагрівають в стандартних печах з повітряної, нейтральною або захищеною середовищем або в вакуумі;
- Способом газофазного осадження бору на поверхню нагрітої деталі по реакції відновлення галоїдних з'єднань бору (ВС13, ВI3, В Вr3) воднем з подальшою дифузією бору в метал деталі, при цьому способі використовують також суміші борводородов з воднем.

 Порошкове борирование проводиться при температурі нагріву 930 ... 1100 ° С. Для боріровянія застосовують порошки аморфного бору, карбід бору, ферробор, ферроборал, до яких іноді додають інертні наповнювачі (пісок, глинозем, шамот).

 Незалежно від методу борирования швидкість росту дифузійного шару, його структура і фазовий склад визначаються трьома основними факторами: температурою, тривалістю процесу і активністю борірующей середовища. Зазвичай температура борирования становить 850 ... 1100 ° С, а час витримки 1 ... 10год.

Алітірованіе - Процес поверхневого насичення сталі або чавуну алюмінієм при температурі 660 ... 1100 ° С для підвищення жаростійкості. Алітуванню піддають в основному низьковуглецевих сталі.

хромування - Процес поверхневого насичення стали і чавуну хромом при температурі 950 ... 1050 ° С для підвищення корозійної стійкості, кислототривкі і поверхневої твердості. Хромированию піддають середньо- і високовуглецеві стали. Хромована сталь володіє окаліностойкостью до 800 ... 850 ° С, високою кислотоупорностью і високим опором корозії в розчині хлористого натрію.
силіціювання - Процес насичення поверхні стали і чавуну кремнієм при високих температурах. Застосовують для підвищення стійкості виробів в азотної, сірчаної, соляної кислотах.

сульфідування - Процес поверхневого насичення деталей сіркою. Застосовують для підвищення зносостійкості, поліпшення підробітки і протизадирних властивостей деталей. Сульфідування піддають колінчаті вали, штовхачі клапанів, що направляють санчата і гвинти токарних верстатів, пресформи для лиття під тиском. Глибина шару становить 0,1 мм і вище.

Читайте також:

Якість поверхні деталей машин і основні його характеристики

Опори, затискачі та установчі пристрої. (ГОСТ 31107-81) Умовні позначення настановних елементів

Внутрішня напруга - поняття і види

Виробничі методи неруйнівного контролю

Методи контролю деталей авіадвигунів в процесі виробництва

Повернутися в зміст: авіадвигунобудівництва

Всі підручники

© om.net.ua