Методи нанесення термодифузійних покриттів

Термічне оброблення деталей і їх зносостійкість

Підвищення довговічності деталей обладнання термічним і хіміко-термічним обробленням

У процесі спрацювання найважливішу роль відіграє стан і властивості тонкого поверхневого шару деталей, який формується при їх завершальному обробленні. Розроблено багато способів зміни стану, структури і властивостей тонкого поверхневого шару деталей машин. Їхнє раціональне використання з урахуванням конкретних умов експлуатації і наперед заданими властивостями може значно підвищити надійність і довговічність машин і технологічного обладнання.

Термічне оброблення є одним із найпоширеніших методів зміни властивостей виробів. Для зміни об'ємних властивостей деталей застосовують різні методи об'ємного термічного оброблення, а для зміни поверхневих властивостей — поверхневе загартування. В останньому випадку нагрівання може здійснюватися струмами високої частоти (СВЧ), газовим полум'ям, опроміненням лазером тощо. Полуменеве загартування незамінне для великогабаритних деталей, а також широко використовується для зміцнення зубів великих зубчастих коліс. СВЧ підвищує міцність від утомленості сталей на 40…100 %.

Професор Г. О. Прейс проводив порівняльні випробування спрацювання сталі 45, підданої об'ємному загартуванню і загартуванню СВЧ. При окисному спрацюванні з невеликою швидкістю ковзання, коли лише трохи виявляється атермічне схоплювання, зносостійкість матеріалу, підданого поверхневому загартуванню, підвищується майже вдвічі. При окисному спрацюванні з більшою швидкістю ковзання загартування СВЧ підвищує зносостійкість на 25…40 %, а при тепловому – воно не переважає. Значно більші можливості властиві хіміко-термічному обробленню деталей.

При дифузійному хіміко-термічному обробленні (ХТО) поєднуються термічний і хімічний вплив на матеріал деталей для підвищення довговічності. На поверхні деталі утворюється шар, що має істотні відмінності від серцевини. По суті, на поверхні маємо новий сплав, що за своїми фізико-хіміко-механічними властивостями може значно відрізнятися від матеріалу основи.

При ХТО поверхневий шар може насичуватися різними методами. Основні з них такі: дифузійне насичення з порошкових сумішей (порошковий метод); дифузійне насичення з розплавів солей або металів, що містять насичувальний елемент (з електролізом і без застосування електролізу); прямоточний і циркуляційний методи дифузійного насичення з газових середовищ; насичення з паст і суспензій (шлікерний спосіб); дифузійне насичення з використанням вакууму.

Дифузійне насичення з порошкових сумішей нині широко застосовують для хромування, алітування та силіціювання.

Рис. 4. Класифікація основних видів хіміко-термічнго оброблення

Розрізняють контактний і неконтактний варіанти цього методу. Контактний варіант здійснюють у герметичних або негерметичних контейнерах, а неконтактний — лише в герметичних камерах або контейнерах. Оброблювані вироби поміщають у порошкову суміш, якою заповнюють контейнер, виготовлений із звичайної або жаростійкої сталі. До складу суміші входять потрібні компоненти для дифузійного насичення поверхні деталі під дією високих температур.

Дифузійне насичення із суспензій і паст (шлікерний метод) є перспективним для зміцнення деталей харчового обладнання. Шлікерний метод порівняно з порошковим має такі переваги: вищі технологічність і економічність; можливість наносити покриття на частину деталі, а також обробляти великогабаритні деталі; можливість легко одержувати багатокомпонентні покриття.

Суспензія (шлікер) містить тверду та рідку фази. Як рідку фазу використовують різні органічні сполуки (канцелярський клей, колоксилін, декстрин, целюлозу, оліфу тощо). Тверда фаза — це порошок насичувального елемента з розміром частинок менш як 40 мкм. На якісно очищені, знежирені поверхні щіткою, зануренням або пульверизатором суспензію, а після сушіння на повітрі відпалюють у вакуумі, в середовищі нейтральних газів чи в повітряній атмосфері.

Значний інтерес для підвищення довговічності деталей обладнання харчової промисловості викликають способи нанесення багатокомпонентних покриттів: хромоалітування, титаноалітування, боросиліціювання, борохромування, боротитанування, хромосиліціювання, титаносиліціювання та ін.

При хромоалітуванні (одночасному або послідовному насиченні поверхні деталі хромом і алюмінієм) значно підвищується зносостійкість, корозійна і ерозійна стійкість. Так, зносостійкість хромоалітованої сталі У8 в умовах тертя ковзання без змащування в 1,5...2,0 рази вища, ніж без ХТО. Корозійна стійкість у водяних розчинах NaCl, H₂SO₄, HNO₃, HCl, H₃PO₄, i CH₃COOH збільшується порівняно з незахищеними вуглецевими сталями в 5...10 разів, а ерозійна ─ в 4 рази.

Бороалітування застосовують для підвищення зносостійкості і жаростійкості, корозійної стійкості металів і сплавів. Корозійна стійкість вуглецевих сталей 20 і 45 у розчинах кухонної солі підвищується в 9...11 разів.

Боросиліціювання застосовують переважно для підвищення зносостійкості й корозійної стійкості деталей.

Борохромування широко застосовують завдяки значним підвищеним фізико-хімічним характеристикам боридних шарів у поєднанні з хромом.

Боротитанування надійно захищає вироби від корозії в агресивних середовищах харчової промисловості, інтенсивного абразивного і кавітаційно-ерозійного спрацювання.

Хромосиліціювання сталей підвищує їх зносостійкість, ерозійну і кавітаційну стійкість, опір газовій і електрохімічній корозії. В результаті хромосиліціювання кавітаційна стійкість сірого чавуну підвищується в 4...6 разів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Раціональний вибір матеріалів – універсальний спосіб забезпечення довговічності обладнання	\|	Застосування хіміко-термічного оброблення

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.