ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Химико-термической обработкой называют процесс, заключающийся в сочетании термического и химического воздействия для изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали. Химико-термическая обработка основана на диффузии (проникновении) в атомно-кристаллическую решетку железа атомов различных химических элементов при нагреве стальных деталей в среде, богатой этими элементами. Наибольшее распространение получили следующие виды химико-термической обработки. Цементация — процесс, состоящий в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом до оптимальной концентрации 0,8—1,1% и получении после закалки высокой твердости поверхности (ЯК 700 — 800) при сохранении вязкой сердцевины. Цементации подвергаются детали, изготовленные из низкоуглеродистых сталей (0,1—0,25 С) или из легированных низкоуглеродистых сталей. При цементации используют естественные и искусственные газы или жидкий карбюризатор (бензол, пиробензол, керосин и др.), который подается непосредственно в рабочее пространство печи. При нагреве происходит разложение метана по реакции СН4 = С + 2Н2. Атомарный углерод поглощается поверхностью стали и проникает в глубину детали. Газовая цементация деталей производится при температуре 930—950° С. Азотирование заключается в диффузионном насыщении поверхностного слоя азотом. Азотирование повы- шает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в среде атмосферного воздуха, воды, пара и т. д. Азотирование проводят обычно при 500—600° С (для повышения износостойкости и прочности) или при 600—800° С (для повышения коррозионной стойкости) в среде аммиака, который при указанных температурах диссоциирует с образованием атомарного азота по реакции 2ЫН3 —> + 6Н Атомарный азот диффундирует в железо. В сталях, легированных алюминием, хромом и молибденом, твердость азотированного слоя достигает НУ 1200. Обычно при азотировании получают слой толщиной 0,2—0,6 мм. Иитроцементация и цианирование — поверхностное насыщение деталей одновременно углеродом и азотом. Процесс выполняют либо в газовой среде, либо в расплавленной ванне из цианистых солей. В первом случае процесс называют нитроцементацией, во втором — цианированием. Газовая нитроцементация позволяет повысить износостойкость обрабатываемых деталей и сделать процесс более рентабельным. При низких температурах поверхностный слой стали насыщается преимущественно азотом, а при высоких — углеродом. Детали нагревают в газовой смеси, состоящей из науглероживающего газа (90—98%) и аммиака (2—10%). Кроме того, применяют специальный жидкий карбюризатор — триэтаноламин (С2Н60)3Ы, вводимый в виде капель в рабочее пространство. Газовое цианирование (нитроцементацию) разделяют на высокотемпературное (при 800—950° С) и низкотемпературное (при 550—600е С). Высокотемпературное цианирование применяют для получения высокой твердости и износостойкости поверхности деталей из конструкционных сталей с получением слоя глубиной 0,2—1,0 мм. После нитроцементации детали закаливают и затем подвергают низкому отпуску. Низкотемпературное цианирование выполняют в течение 5—10 ч в среде эндогаза или газа, полученного из синтина (смесь углеводородов) с добавлением 12—20% аммиака, или путем использования триэтаноламина. В результате такой обработки на поверхности стали образуется тонкий карбонитридный слой (толщиной 0,15—0,20 мм), обладающий высокой износостойкостью. Перед низкотемпе- ратурным цианированием производится полная механическая и термическая обработка деталей. К числу новых методов химико-термической обработки относят насыщение поверхности стали бором. Вирирование повышает твердость (НУ 2000), сопротивление абразивному износу и коррозионную стойкость. Борированная сталь теплостойка до 900° С, жаростойка до 800° С, однако борированные слои обладают высокой хрупкостью. При сульфидировании производят насыщение поверхности стали серой, азотом и углеродом на глубину 0,2—0,3 мм для повышения износостойкости, прирабатываемости деталей при трении и устойчивости их против задиров. Диффузионная металлизация — процесс насыщения поверхности стали алюминием (алитирование), хромом (хромирование), кремнием (силицирование). Металлизация кремнием повышает кислотоупорность, хромом или алюминием — жаростойкость, хромом, азотом и углеродом — износостойкость и т. д. Металлы образуют с железом твердые растворы замещения, поэтому диффузия их осуществляется значительно труднее, чем диффузия углеро
да или азота. В связи с этим процессы диффузионной металлизации выполняют при высоких температурах: алитирование — при 900—1000° С, силицирование — при 950—1050° С. Применение диффузионной металлизации во многих случаях не только вполне оправдано, но и является экономически выгодным. Так, детали жаростойкие при температуре до 1000—1100° С, изготовляют из простых углеродистых сталей, а с поверхности насыщают алюминием, хромом или кремнием, что значительно выгоднее, чем применение специальных легированных жаростойких сталей.


Метки:, , , , , , , , , , ,

Посмотрите также

Теги: , , , , , , , , , , ,

Комментарии закрыты.