Химические покрытия, Диффузионные покрытия - Упрочнение и восстановление деталей машин

Металлические покрытия (никеля, меди, кадмия, олова и др.) можно осадить на восстанавливаемые детали из водных растворов их хлоридов. Процесс никелирования, например, ведут при температуре 45...99 °С. Скорость осаждения весьма низкая(при 50 °С около 2 мкм/ч). Нанесение наиболее распространенных никель-фосфорных покрытий ведут из кислых и щелочных растворов.

Осаждение олова (приработочное покрытие) идет с большей скоростью (до 5 мкм за 3...5 мин при температуре раствора 50...60 °С).

Применяют в практике и нанесение цинк-фосфатных, фосфатных, оксидных неметаллических покрытий до 50 мкм, однако пока эти технологии не находят широкого распространения прежде всего в силу низкой производительности и неэкологичности.

Диффузионные покрытия

Их получают, как правило, химико-термической обработкой (ХТО), сочетающей тепловое воздействие с диффузионным насыщением поверхности металлов и сплавов одним или несколькими химическими элементами. Это позволяет получать в поверхностном слое детали сплав практически любого состава (твердые растворы, карбиды, бориды, нитриды, силициды и т. п.) с комплексом необходимых свойств (твердостью, износо-, жаро - и коррозионной стойкостью, антифрикционными свойствами).

В зависимости от того, каким или какими химическими элементами насыщают материал различают широкую гамму одно - и многокомпонентных процессов ХТО: науглероживание, азотирование, азотонауглероживание, борирование, хромирование, алитирование, борохромирование и др.

Диффузионное насыщение при нагреве возможно только в тех случаях, когда насыщающий или насыщаемый компоненты взаимодействуют, т. е. образуют твердые растворы или химические соединения. Наиболее распространены в практике процессы науглероживания (цементации), азотирования, нитроцементации, борирования.

Технологически ХТО осуществляют в твердых, жидких, газообразных средах, иногда с применением интенсифицирующих воздействий (ионного, лазерного, электронно-лучевого, воздействия электромагнитных полей и т. п.)

Наиболее простыми являются процессы ХТО в твердых средах. Например при борировании обрабатываемые детали помещают в металлический контейнер из нержавеющей стали, засыпают порошковой боросодержащей смесью (аморфный бор, или карбид бора, или алюминотермическая смесь) с добавлением 1...1,5 % активатора (галоидные соли), засыпают легкоплавким порошком (битое стекло или борный ангидрид), служащий плавким затвором. Затем контейнер помещают в печь и выдерживают при температуре 800...950 °С в течение 1...5 часов. После извлечения и охлаждения из печи контейнер распаковывают. В итоге на поверхности стальной или чугунной детали формируется весьма твердый (до 2100 HV) слой боридов FeB и Fe2B толщиной до 0,2 мм, которые значительно (в 2 и более раз) повышают износостойкость деталей и инструмента (формы для обработки кирпича, бурильный, штамповый, режущий инструмент и т. п.), особенно работающих в условиях интенсивного изнашивания, например абразивного.

Получаемые ХТО карбидные покрытия на основе хрома, титана значительно повышают как износо - так и жаро - и коррозионную стойкость.

Цементация, нитроцементация, азотирование в сочетании с термической обработкой весьма эффективны для повышения износостойкости зубчатых колес автомобилей, тракторов, приборов (более 90% зубчатых колес в мире подвергаются ХТО).

Ведущей организацией в Беларуси в области исследований и разработки перспективных технологий ХТО является БНТУ.

Весьма интересны процессы ХТО микрообъектов (порошков, проволоки, лент, различных мелких деталей) также разрабатываемые в БНТУ.

Похожие статьи




Химические покрытия, Диффузионные покрытия - Упрочнение и восстановление деталей машин

Предыдущая | Следующая