Насичення з рідкої фази

При даному виді насичення дифундуючий елемент може знаходитись у наступних станах:

1) в розплавленому стані при нанесенні покриття на конструкційні метали і сплави більш легкоплавкими металами (Al, Zn, Pb, Cu, Cd, Sn);

2) в хімічних сполуках – розплави солей насичуваних металів у суміші з іншими матеріалами або в розчинах солей у вільному стані;

3) в розчині інших більш легкоплавких металів, які не можуть проникати в тверду фазу металу внаслідок дифузії (Li, Na, Rb, Ca, Bi і т.д.).

Типовим прикладом використання першого варіанту є гаряче цинкування і алітування в розплавах. Гаряче цинкування в розплавленому цинку при Т = 430-460 °С протягом декількох хвилин забезпечує товщину шару 0,02-0,03 мм. Для запобігання окислення цинку на поверхню розплавленої ванни наноситься шар флюсу – низькотемпературні суміші солей.

Суть рідинного алітування полягає в насиченні з розплаву металевого алюмінію або розплаву на його основі. Атоми алюмінію хемосорбуються на поверхні виробу і дифундують в об’єм металу, утворюючи багатошарове за складом покриття (Т=700-800°С, час 1-45 хв). Цей метод є простим і швидкоплинним, він дозволяє обробляти деталі будь-якої конфігурації, розмірів, а також внутрішні поверхні. Недоліком є локальне розчинення поверхні і налипання на ній алюмінію. Для їх усунення використовують інгібірування ванни добавками розплавів солей. Наприклад, для алюмінієвої ванни вводять 6-8 відсотків заліза.

Насичення в середовищах із розплавів солей проводилось при одержанні покриттів на основі бору, хрому та алюмінію. Для одержання необхідного складу насичуючого середовища використовувалась суміш солей. Насичення проводилось при ізотермічній витримці в ванні без електролізу або з ним. Оскільки другий метод є більш загальним, то розглянемо його схему (рис.1.4).

Рис.1.2. Схема дифузійного насичення із соляної ванни з використанням електролізу: 1 – термопара; 2 – анод, 3 – катод, 4 – піч, 5 – тигель

У тиглі із жорсткої сталі розплавляють сіль або її суміш. Виріб слугує катодом. Як анод використовується графітовий або вугільний стержень.

Cклад дифузійних шарів і структура покриття при насиченні в розплавах солей залежить від багатьох факторів: складу ванни, режиму електролізу, температури, тривалості процесу. Використання солей для дифузійного насичення має ряд переваг. Більш електронегативні домішки розчиняються в першу чергу, а це дозволяє керувати процесом при багатократному насиченні. Процес насичення залежить від швидкості перенесення іонів до катоду, величини потенціалу, виділення металу на даному катоді, температури, густини струму. Основними складовими ванн використовуються розплави галогенних солей лужних металів, а також метали, які знаходяться в твердій фазі. Насичення із рідкої фази солей є перспективним, тому що дозволяє отримувати різні покриття і управляти процесом насичення. Але цей метод має ряд недоліків: складність фізико-хімічних процесів, корозійну дію розплавів солей на матеріали ванни та інші.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Насичення з твердої фази	\|	Насичення з газової фази

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.