Урок 16. ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ (продолжение)

Вопросы для повторения:

1. Объяснить сущность цианирования и нитроцементации.

2. Назначение и сущность процесса азотирования.

3. Как осуществляется алитирование деталей?

Хромирование (поверхностное насыщение хромом) проводят для повышения коррозионной стойкости, кислотостойкости, окалиностойкости (до 80°С) и т.д. Хромирование средне- и высокоуглеродистых сталей повышает твердость и износостойкость.

Хромирование чаще всего проводят в порошкообразных смесях (50% металлического хрома или феррохрома; 49% окиси алюминия и 1% хлористого алюминия). Процесс осуществляется при температуре 1000 - 1060°С. Диффузионный слой, получаемый при хромировании углеродистых сталей, состоит из карбидов хрома. Карбидный слой имеет высокую твердость НV 1200 - 1300. Толщина хромированного слоя достигает 0,15-0,20 мм при длительности 6–15 ч.

Чем больше углерода в стали, тем меньше толщина слоя.

Значительно реже применяется газовое хромирование. Процесс проводят в среде, содержащей пары СrCl₂. Пары СrCl₂ получают пропусканием осушенных H₂ и НCl через феррохром или хром при температуре 980°С. За 3 - 5ч получают слой толщиной 0,06 - 0,10 мм.

Иногда применяют хромирование в вакууме. Изделия засыпают кусочками (диаметром 1 – 3 мм) хрома в стальном или керамическом тигле и помещают в вакуумную печь (разряжение 1,3 - 0,13 Па). При высокой температуре (960 - 1000°С) хром испаряется и диффундирует в сталь.

Хромирование применяют дня пароводяной арматуры, клапанов, вентилей, а также деталей, работающих в агрессивных средах.

Борированием называется насыщение стали бором. Борирование проводят с целью повышения стойкости против абразивного износа. Толщина бори-рованного слоя не превышает 0,3 мм, твердость HV 1800 - 2000.

Широкое распространение получил метод электролизного борирования в расплавленных солях, содержащих бор. Деталь служит катодом в ванне с расплавленной бурой. Температура процесса 900 - 950°С. Процесс можно вести и без электролиза в ваннах с расплавленными хлористыми солями, в которые добавляют порошкообразный ферробор или карбид бора.

Применяют также и метод газового борирования. В этом случае насыщение бором проводят в среде диборана в смеси с водородом при температуре 850 - 900°С.

Борированию подвергают втулки грязевых нефтяных насосов, штамповый инструмент и т.д.

Силицироваиием называется процесс насыщения поверхности стали кремнием. В результате силицирования сталь приобретает высокую коррозионную стойкость в морской воде, в различных кислотах и повышенную износостойкость. Кроме того, силнцирование резко повышает окалиностойкость молибдена и некоторых других металлов и сплавов (стали незначительно).

Силицированный слой представляет собой твердый раствор кремния в α-железе. Силицированный слой, несмотря на низкую твердость (НV 200 - 300) и значительную пористость после пропитки маслом при температуре 170 - 200°С, имеет повышенную износостойкость.

Силицирование можно проводить в порошкообразных смесях, состоящих из 60% ферросилиция, 20% окиси алюминия и 1% хлористого аммония, но наиболее часто применяют газовое силицирование. В печи с вращающимися ретортами засыпают детали и куски ферросилиция или карбида кремния. Через реторты пропускают хлор, который взаимодействует с кремнием и образует SiCl₄.

В результате последующих химических реакций SiCl₄ поспособствует образованию атмосферного кремния, который адсорбируется на поверхности изделия и диффундирует в глубь металла.

При газовом силицировании при температуре 1000°С в течение 2 – 4 ч образуется слой толщиной4 0,5 - 1,0 мм.

Силицирование подвергают детали, применяемые в оборудовании химической, бумажной и нефтяной промышленности.

В последние годы разработаны и получают промышленное внедрение новые процессы поверхностного насыщения металлов - титанирование (насыщение титаном) и цинкование (насыщение цинком).

Сульфидирование - насыщение поверхностного слоя стальной детали серой с целью повышения износостойкости и противозадирных свойств. При этом твердость почти не изменяется. Различают два вида сульфидирования: низкотемпературное (температура процесса 200°С) и высокотемпературное (температура процесса 560 - 600°С).

Контрольные вопросы:

1. Назначение и сущность процесса хромирования деталей.

2. Как осуществляется борирование, силицирование и сульфидирование деталей?

3. Объясните назначение процессов диффузионной металлизация.

Поиск по сайту: