ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полимерные покрытия (инж. Е. Я Теплицкий) из "Износостойкие материалы в химическом машиностроении Справочник" Химико-термическая обработка металлов является средством повышения их износостойкости при различных видах изнашивания. Она осуш,ествляетсЯ путем нагрева до определенной температуры, выдержки и охлаждения металлических изделий в активных средах — твердых, жидких или газообразных. Достигаемый эффект зависит от состава активной среды, температуры обработки, времени выдержки. [c.103] Цементация применяется для повышения твердости металлических поверхностей путем насыщения их карбидами. Для цементации применяют низкоуглеродистую нелегированную и легированную сталь с содержанием углерода 0,08— 0,30%. Концентрация углерода в цементованном слое обычно составляет 0,8— 1,0% и зависит от марки стали. [c.103] После термообработки цементованный слой должен иметь структуру мелкоигольчатого мертенсита с мелкими глобулями карбидов и небольшим количеством остаточного аустенита. Поверхностная твердость после цементации с последующей термообработкой для малоуглеродистой стали составляет HR 60—64, а для легированной стали — HR 58—61 (табл. 70). Такая структура благоприятна для получения повышенной износостойкости [88]. [c.103] Проводится цементация в твердых (порошки, пасты), жидких (расплавы солей) и газообразных средах. Составы некоторых порошкообразных смесей для цементации (твердые карбюризаторы) приведены в ГОСТ 2407—73 и ГОСТ 5535—50. [c.103] Для интенсификации процесса и повышения глубины цементации в твердых средах предложен следующий состав (по весу) 25—30% НэгСОз 3—5% СаСОз 5—25% железа наводороженного остальное — уголь древесный. Для цементации в жидких средах при 900—920° С — 60% Ba l 30% Na I 10% Na N. [c.103] Цементация в газообразных средах осуществляется на природном, пиролизном газах и на смеси газов. При проведении процесса на природном газе в шахтной печи при 930° С и длительности процесса 8—9 ч глубина слоя составляет 1,0—2,0 мм. [c.105] Для ответственных деталей, например из стали 18Х2Н4ВА, с целью улучшения структуры после газовой цементации перед закалкой часто применяют двух-, трехкратный высокий отпуск при 560° С (иногда при 620—630° С). [c.105] Заключительной операцией после цементации должен являться низкий отпуск при 160—200° С в течение 1—2 ч для уменьшения напряжений и повышения вязкости стали. [c.105] Процесс азотирования осуществляется в атмосфере продуктов частичной диссоциации аммиака в интервале температур 500—580° С. Продолжительность выдержки зависит от марки стали и требуемой глубины слоя и составляет 20— 100 ч. Азотирование обеспечивает обогащение нитридами поверхностного слоя на глубину 0,25—0,7 мм, в пределах которого повышается поверхностная твердость до НУ. 500—900. Вместе с тем азотированный слой обладает повышенной хрупкостью. При длительном повышении температуры до 400—500° С азотированный слой структурно нестабилен. [c.105] Азотирование ведет к некоторому изменению размеров деталей, которое можно учесть соответствующим припуском. Так, при обработке азотированием цилиндров наружный диаметр следует занижать на —0,5 мм, чтобы получить слой глубиной 0,04—0,06 мм. [c.105] Режимы азотирования для разных сталей приведены в табл. 71. [c.105] Одновременное насыщение стали углеродом и азотом называется нитроцементацией при использовании газовой среды и цианированием при использовании солевой ванны. Эти процессы имеют преимущество по сравнению с газовой цементацией по скорости насыщения. При этом поверхностный слой получается более износостойким благодаря наличию нитридов и более мелкому зерну. Цианирование в солевых ваннах является выгодным по скорости процесса, однако имеет существенный недостаток — наличие ядовитых солей, требующих ряда предосторожностей по правилам техники безопасности (табл. 72). [c.105] Цианирование применяется с целью повышения износостойкости и предела выносливости улучшенной среднеуглеродистой (легированной и нелегированной) стали при изготовлении зубчатых колес, фрикционных дисков, втулок, цилин- дров гидравлических машин, коленчатых валов и других деталей. [c.106] Для борирования используется преимущественно среднеуглеродистая нелегированная сталь, а также среднеуглеродистые легированные стали ЗОХГС, 40ХС, 50Г. [c.106] Процесс борирования осуществляется обычно при температуре 920—950° С в жидких средах, содержащих расплав буры с карбидом бора, в газообразных средах и твердых смесях. При борировании поверхностная твердость стали достигает HV 1400—1500. [c.106] Рекомендуются следующие способы борирования. [c.107] Сульфидирование представляет процесс химико-термической обработки, при котором поверхности металлических изделий обогащаются сульфидами в результате химического взаимодействия с соединениями, содержащими серу. Побочным сопутствующим явлением при этом является образование нитридов, карбидов и окислов. Сульфидирование може осуществляться в газовой, жидкой или твердой сульфирующих средах, однако наибольшее распространение получили методы сульфидирования в солевых ваннах благодаря простоте оборудования и сравнительной быстроте процесса. [c.107] Температура обработки 540—560° С, время выдержки для достижения полного эффекта 3 ч. [c.109] Эф ктивность этих методов для углеродистых сталей и чугунов аналогична сульфидированию и сульфоцианированию, для нержавеющих сталей они дают больщий эффект, однако в силу токсичности теллура и селена эти методы не рекомендуются для промышленного использования. [c.109] Вернуться к основной статье