Вход для пользователей
Забыли пароль?    Регистрация
 
Термическая обработка: Виды химико-термической обработки

Химико-термическая обработка в структуре технологического процесса меняет химический состав и свойства поверхностного слоя детали. Так, в процессе цементации происходит диффузионное насыщение поверхностного слоя детали углеродом. Процесс цементации применяется для деталей, от которых требуется, наряду с общей прочностью, высокая твердость и стойкость против износа поверхности.

К таким деталям относятся шестерни, втулки, кулачковые валики и т. д. Если изготовить, например, зубчатые колеса из углеродистых сталей У10, У12, то высокая твердость и износостойкость боковых поверхностей зубьев в работе будет обеспечена. Но в случае возникновения ударных нагрузок произойдет поломка. Значит, нужно сделать сердцевину колес более вязкой, а боковые поверхности зубов - более твердыми.

Такое сочетание физико-механических свойств на деталях можно осуществить, если производить их из малоуглеродистых сталей с процентным содержанием углерода 0,1 - 0,2%, а рабочие поверхности подвергнуть цементации с последующим объемным закалкой всей детали.

Полезное в сети: строим рубленые дома из любых материалов

Если нужно повысить прочность детали, то применяют легированную сталь с тем же процентным содержанием углерода. Затем поверхность детали насыщается углеродом, проводится закаливание. В результате поверхность закаливается на высокую твердость, а сердцевина получается прочной и вязкой.

В процессе азотирования происходит насыщение поверхностного слоя детали азотом. Высокая твердость азотированного слоя связана с высокой твердостью нитридов, находящихся в дисперсном состоянии. Простые углеродистые стали малопригодны для азотирования, так как азотированный слой в них не имеет высокой твердости и одновременно является чрезмерно хрупким.

Азотированный стали, содержащие нитриды алюминия, имеют высокие эксплуатационные показатели, и они не теряют твердости при нагреве до температур 600 - 650 ° С. Поскольку азотированный слой стали имеет высокую стойкость против износа, сохраняющуюся при повышенных температурах, то эти стали рационально применять для изготовления гильз цилиндров авиационных двигателей, коленчатых валов и др. Азотирование имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией: здесь не требуется закалки, процесс азотирования осуществляется при значительно меньших температурах (500 - 600 °С вместо 900 - 950° С).

Цианирование применяется для деталей, работающих в условиях трения. Содержание углерода в цианированном слое 0,6 - 0,8%, т.е. меньше, чем при цементации, однако устойчивость против износа его выше благодаря наличию азота, образует нитриды. При жидкостном цианировании детали нагревают в соляной ванне и затем подвергают закалке путем погружения в бак. После закалки деталь необходимо отпустить при температуре 150 - 170 °С.

Цианирование по сравнению с цементацией имеет следующие преимущества: длительность процесса в несколько раз меньше; вследствие малой выдержки при высокой температуре происходит рост зерна; на поверхности детали не образуется окислительный слой. Процесс происходит при температуре 800 -850 °С в течение 45 - 50 мин.

Химическое никелирование применяется для деталей из стали, чугуна, бронзы, алюминия и его сплавов как защитное антикоррозийное покрытие деталей, работающих в агрессивных средах, например, в среде нефтепродуктов (плунжерные пары), так и термостойкое покрытие для деталей, работающих в условиях высоких температур при трении (клапаны двигателей внутреннего сгорания, толкатели, поршневые кольца и т. д.). Структура покрытия аморфная, метастабильная. Для увеличения прочности сцепления никелево-фосфорного покрытия с основным металлом производится термическая обработка: нагрев до 200 °С с выдержкой до 2 - З часов. Термическая обработка снижает остаточные напряжения, вызывающие отслаивание покрытия от подложки.

Оксидирование - процесс искусственного образования окисной пленки на поверхности детали. Так, анодирование поршней из алюминиевых сплавов двигателей внутреннего сгорания повышает надежность их работы, уменьшает скорость срабатывания кольцевых канавок. Есть положительный опыт использования в гидросистемах анодированных цилиндров из алюминиевых сплавов взамен стальных.

Фосфатирование - процесс образования на поверхности металла пленки нерастворимых фосфорнокислых солей. Есть положительный опыт фосфатирования поршневых колец двигателей внутреннего сгорания, цилиндрических гильз и втулок крупногабаритных двигателей, шатунов и зубчатых колес. Тонкая фосфатная пленка с последующей пропитки ее маслом защищает от коррозии гайки, болты и другие крепежные элементы. Фосфатное покрытие используется как подслой для дисульфида молибдена, что увеличивает прочность сцепления и устраняет заусенцы на поверхности.

Сульфидирование - термохимический процесс обработки изделий, изготовленных из сплавов на железной основе для обогащения их поверхностных слоев серой. Разновидностью сульфидирования является сульфоцианирование, при котором происходит насыщение поверхности ферросплава серой, азотом и углеродом.

Сульфидный слой и продукты его износа, имея высокую адсорбционную способность, ускоряют приработку и предотвращают задир. Сульфоцианирование позволяет осуществить замену бронзовых тяжело нагруженных подшипников на стальные. Долговечность подшипников увеличивается на З0 - 40%. Исследования показали возможность замены бронзы сульфоцианированным чугуном в червячных колесах, работающих со скоростью сцепление около 2 м/с.

Таким образом, термическая, химико-термическая и химическая обработки, за счет изменения физико-химического состояния материала детали и ее поверхностного слоя повышают устойчивость против износа, прочность, жаростойкость и др.

20.11.2011 20:20 • Администратор


Комментарии
Гости не могут добавлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь.

Получайте обновления:

     







Наша кнопка





Наша ссылка

Разделы публикаций
Промышленные технологии сварочного производства Сварка
Промышленные технологии механической обработки материалов Механическая обработка
Системы технологий промышленных производств Системы технологий
Промышленные технологии металлургического производства Металлургия
Промышленные технологии сборочнных операций Сборка
Промышленные технологии термической обработки материалов Термическая обработка
Промышленные технологии химического производства Химическое производство
Технологии строительной индустрии Строительство
Публикации о нанотехнологиях Нанотехнологии
Прочие публикации Прочее






Яндекс цитирования Check PageRank
Сайт работает на LinkorCMS