ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Повышение износостойкости сплавов химико-термической обработкой из "Износостойкие сплавы и покрытия " В соответствии с классификацией [27] химико-термическую обработку (ХТО), применяемую для повышения износостойкости металлов и улучшению антифрикционных свойств, делят на две группы. [c.36] Возможность образования диффузионных покрытий определяется прежде всего различием атомных диаметров металла основы и наносимого вещества. При диффузии в железо элементов с большим атомным диаметром указанное различие не должно превышать 15—16% [24]. В противном случае напряжения, возникающие р кристаллической решетке железа, превосходят предел ее упругой устойчивости. Решетка становится неустойчивой, что и определяет невозможность диффузионного проникновения таких больших атомов в решетку железа. [c.36] Кроме этого, наносимый элемент должен обладать растворимостью в металле основы при комнатной и повышенной температурах. [c.36] Если принять атомный диаметр a-Fe равным 0,254 нм то верх- ний предел значения атомного диаметра элемента, который может диффундировать в железо, составляет 0,294 нм. [c.36] В последние годы при ХТО все чаш,е применяют различные способы местной защиты поверхностей, не подлежаш,их обработке. К новым процессам химико-термической обработки и его контроля можно отнести получение материалов с двумя различными покрытиями, насыщение с последующим механическим упрочнением, применение способов предупреждения деформации, дальнейшее совершенствование и использование методов контроля толщины и механических свойств покрытий. [c.37] Для повышения износостойкости применяют весьма разнообразные способы насыщения поверхности металлов и сплавов, которые можно разделить на следующие насыщение химическими элементами (однокомпонентные, двухкомпонентные и многокомпонентные покрытия) покрытие химическими соединениями (карбидами, нитридами, окислами). [c.37] На рис. 3 приведена схема классификации способов покрытий черных металлов и сплавов насыщением химическими элементами. Необходимо иметь в виду, что при получении комплексных покрытий применяют различные варианты насыщения как отдельными элементами в любой последовательности, так и одновременно несколькими элементами. Например, двухкомпонентное покрытие 6о-ром и углеродом можно получить цементацией с последующим бо-рированием (карбоборированием), борированием с последующей цементацией (бороцементация) и одновременным насыщением углеродом и бором. [c.37] Рассмотрим борирование сталей в порошкообразных или гранулированных смесях. Борирование —один из наиболее эффективных и перспективных методов упрочнения поверхности для повышения срока службы деталей машин. Интерес к этому способу ХТО с каждым годом возрастает в связи с возможностью получения на рабочих участках деталей стабильного комплекса высоких механических и химических свойств. [c.37] Упрочнение при борировании металлов и сплавов происходит в результате образования на обрабатываемой поверхности металлоподобных соединений — боридов. Металлоподобными эти соединения называют потому, что наряду со свойствами, нехарактерными для металлов (очень высокой твердостью и незначительной способностью к пластической деформации), бориды обладают свойствами, характерными для металлического состояния вещества, — высокой электро- и теплопроводностью, термоэмиссией, металлическим блеском [24]. Насыщение бором значительно увеличивает поверхностную твердость, жаростойкость и коррозионную стойкость. [c.37] Особенно эффективно повышается износостойкость узлов ма шин, работающих с абразивной прослойкой, и долговечность дета- лей, работающих в расплавленных металлах и сплавах алюминия, цинка и свинца. [c.38] Однако борирование оказывается малоэффективным в условиях тяжелых режимов трения и износа больших давлениях, ударных нагрузках, контакте с крупными абразивными частицами. [c.38] Работоспособность боридных покрытий часто зависит от свойств подложки. Если под тонким твердым боридным слоем находится мягкая подложка, то это приводит к продавливанию слоя на ло кальных участках под действием нагрузок. Последующая TepMnqe кая обработка способствует образованию твердого подслоя и увеличению сцепления покрытия с основным металлом. [c.38] Наиболее распространена технология борирования в контейнерах, заполненных порошками аморфного бора, карбида бора, фер робора, ферроборала и буры. Кроме того, в смесь добавляют инертные вещества (окись алюминия, шамот, карбид кремния, магнезию, измельченный шпат, кварцевый песок), а также активаторы (углекислый натрий, хлористые аммоний, барий или натрий, фториды). [c.39] В некоторых случаях для активирования процесс ведут в среде водорода, хлора, хлористого водорода или в смеси водорода и хлористого водорода скорость диффузии невелика вследствие прямого контакта между металлом и твердым насыщающим элементом. [c.39] Процесс борирования состоит из нескольких последовательных операций подготовки насыщающей смеси перемешиванием компонентов и удалением влаги, упаковки деталей в контейнеры, выдержки контейнеров в печи при оптимальной температуре, охлаждения и распаковки, очистки борированных деталей и термообработки. [c.40] Содержащие бор порошки с величиной зерен 160—300 мкм предварительно прокаливают для удаления кристаллизационной воды (карбид бора при температуре 300—400° С, бор технический при 400° С, буру техническую при 600—ТОО С). С уменьшением размеров частиц порошка скорость процесса снижают, так как уменьшается газопроницаемость насыщающей среды. [c.40] Для снижения расхода насыщающей смеси и повышения качества обрабатываемых изделий рекомендуется перед началом процесса ХТО нагреть натрийсиликатную глыбу до расплавления, залить в затвор контейнера и охладить до затвердевания. Это обеспечивает герметичность контейнера во время подогрева и в период обработки без окисления насыщающей среды. [c.40] Вернуться к основной статье