ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Покрытия как высокотемпературные смазки из "Защитные покрытия металлов при нагреве " Применение покрытий при горячей деформации металла должно по возможности обеспечивать снижение усилий штамповки и прессования заготовок, износа инструмента, теплоизоляцию заготовок и инструмента, высокое качество поверхности получаемых полуфабрикатов. Защитные покрытия, например содержащие стеклофазу, обладают при высоких температурах свойством уменьшать коэффициент трения и износ трущихся поверхностей заготовок и инструмента (штампов, матриц, фильер и т. п.). Это свойство проявляется, когда между трущямися поверхностями имеется достаточно толстый слой покрытия, содержащего жидкую фазу. Смазочное действие покрытий в этом случае определяется жидкостным трением и подчиняется законам гидродинамики. Основным параметром, определяющим смазочное действие жидкости в условиях, когда внешнее трение переходит во внутреннее трение жидкости, является вязкость жидкости. Смазочное действие покрытий определяется тем, что они разъединяют трущиеся поверхности и способствуют переходу от внешнего трения к внутреннему вследствие вязкого или пластичного течения слоев самих покрытий. В некоторых работах отмечалось, что толщина слоя стеклосмазки, а не вязкость определяет ее смазочное действие. Покрытия, главное назначение которых состоит в защите от окисления при нагреве, могут уменьшать трение, износ инструмента, усилия при деформировании металла. Одновременно с указанным защитно-технологические покрытия повышают качество поверхности заготовок, способствуют получению более однородных механических свойств, служат как теплоизолятор, уменьшают скорость охлаждения заготовок и разогрева инструмента. [c.113] Положительные качества покрытий при горячей обработке металла давлением проявляются потому, что устраняется взаимодействие поверхности заготовок с окружающей атмосферой и взаимодействие и адгезия материала заготовки с материалом инструмента. Для улучшения смазывающего действия покрытий часто их состав корректируют, добавляя твердые смазки графит, тальк, дисульфит молибдена, нитрид бора или другие материалы. [c.114] Покрытия можно наносить различными методами плазменным распылением, термохимическим, наплавкой в вакууме. Толщина покрытий должна быть 0,1—0,25 мм. От правильности выбора покрытия-смазки существенно зависит величина снижения усилий деформирования, стойкость штампов, матриц, качество защиты металла от окисления. [c.114] Распространенные графито-масляные смазки из-за высокой теплопроводности, термохимического взаимодействия с материалом заготовок, результатом которого является науглероживание некоторых сталей и сплавов, в ряде случаев оказываются непригодными для горячей деформации жаропрочных материалов и специальных сплавов. Силикатные стекла широко применяют в качестве смазки при прессовании труб и профилей [30]. Стеклосмазки обычно наносят на горячие заготовки. Однако нагрев в обычной окислительной атмосфере ухудшает качество поверхности заготовок. [c.114] Оценка смазывающих и теплоизоляционных свойств покрытий представляет большой интерес для практики, но часто не производится вследствие трудоемкости и сложности экспериментов. [c.115] Наиболее показательно сравнение эмалей с другими покрытиями в производственных условиях, например при штамповке опытных партий деталей. Эффект смазки и теплоизоляции определяют по числу подогревов, оформ-ляемости заготовок и стойкости штампов и т. п. [c.115] Примечание. В скобках приведены давления при использовании графито.масляной смазки и покрытия. [c.118] Эффективность смазывающего действия защитных покрытий при штамповке стали меньше, чем при штамповке титановых и никелевых сплавов. Например, при штамповке коррозионностойких сталей типа 15Х4НМВЗ средние давления уменьшаются за счет применения покрытия ЭВТ-10 на 10—20% (рис. 17, б). [c.118] Определенную новизну представляют исследования по определению эффективности и смазывающего действия покрытий при прокатке слитков из жаропрочных сплавов на прутки, а также сравнение покрытий и стеклосмазок на основе стеклоткани. Полученные данные показывают, что при степени деформации 18—20% и прокатке со смазкой стеклотканью усилия деформирования металла составляют 117 тс, давления 45 кгс/мм . При прокатке с покрытием ЭВТ-10 эти показатели 105 тс и 41 кгс/мм. [c.119] В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал по исследованию защитных, физикохимических и технологических свойств высокотемпературных покрытий в зависимости от их состава, температуры, времени и других факторов [2, 12, 151. [c.119] Вместе с тем еще требуют решения теоретические вопросы высокотемпературной газовой коррозии металлических полуфабрикатов с покрытиями, недостаточно изучены механизмы защитного действия покрытий. Требуют обоснования научные направления разработки высокотемпературных покрытий для защиты металлических заготовок и деталей при их технологических нагревах. [c.119] Особенностью покрытий на основе стеклообразующих материалов является то, что эти покрытия выполняют защитные функции в жидком или вязкотекучем состояниях. Формирование покрытий происходит обычно одновременно с нагревом заготовок перед ковкой, штамповкой, закалкой и т. д. Процесс формирования покрытия включает кратковременный переход под действием температуры пористого слоя шликерного покрытия, состоящего из твердых тонкодисперсных частиц, сравнительно слабо связанных между собой, в жидкое или вязкотекучее состояние с целью получения сплошного относительно газонепроницаемого защитного слоя. [c.119] Защитное действие покрытий часто оценивают по привесу образцов. Более точно эффективность защитного действия покрытий определяют по состоянию поверхностных слоев металла после нагрева. [c.120] Изменение концентрации легирующих элементов, нежелательные образования по границам зерен, обнаружение элементов внедрения в поверхностных слоях сплавов, как и ухудшение механических свойств и коррозионной стойкости образцов после высокотемпературных нагревов, свидетельствуют обычно о наличии взаимодействия защищаемого сплава с газами из атмосферы или защитным покрытием. [c.120] При нагреве сталей и сплавов в обычной атмосфере заметно проявляется взаимодействие металла с кислородом. [c.120] Диффузия кислорода в металл может происходить из поверхностных окисных пленок, из атмосферы через слой покрытия, в результате химических реакций, восстановления окислов покрытия. [c.120] Попытки защитить покрытиями черную окисленную поверхность металла часто заканчиваются неудачей, так как слабое сцепление окалины с основным металлом ухудшает адгезию покрытия. Кроме того, растворение окалины в эмалевом расплаве приводит к кристаллизации, объемным изменениям, нарушению сплошности, разрушению покрытий. В результате резко ухудшается качество защиты, а в некоторых случаях коррозионное повреждение поверхности металла может даже усиливаться. [c.120] Очень тонкие окисные пленки, не обнаруживаемые визуально, растворяясь в эмали, увеличивают сцепление покрытия с металлом. [c.120] Роль тонких окисных пленок, адсорбированного кислорода в коррозионном повреждении поверхности металла, вероятно, несопоставимо мала, по сравнению с ролью кислорода, проникающего к металлу из атмосферы печи через слой покрытия, химического взаимодействия силикатных расплавов с металлом подложки. [c.120] Вернуться к основной статье