5. Дифузійне насичення металами і неметалами

Операції дифузійного насичення – це процеси зміни властивостей поверхневих шарів за рахунок дифузії в тах при високих температурах різних елементів (Si, В Аl, Сr, Ті і ін.). Якщо відбувається насичення металами – операції називають дифузійною металізацією. Під дією різних насичуючих хімічних елементів поверхня оброблюваних деталей набуває рад цінних властивостей, наприклад жаростійкості, твердості, зносостійкості і т.ін. Роздивимось деякі з цих процесів.

Сіліцювання – процес дифузійного насичення кремнієм надає поряд з високою зносостійкістю високу корозійну стійкість сталевих деталей в соляній, азотній, сірчаній кислотах і в морській воді. Застосовують для деталей, які використовують в хімічній і нафтовій промисловості, для ДВЗ, циліндрів, вкладишів підшипників і т.п.

Борування – процес дифузійного насичення поверхневого шару бором на глибину 0,1...0,4 мм. Надає підвищеної зносостійкості, корозійної, теплової і окалиностійкості. Застосовують для тяжко навантажених деталей із низько-, середньовуглецевих і легованих сталей, для тугоплавких і нікелевих сплавів. Процес проводиться при температурі 850 - 950ºС протягом 2...6 годин в середовищі розплавів бури (Nа₂В₄O₇) і солей хлору або газів В₂Н₆ і ВСl₃. Після борування проводиться завершувальна механічна обробка (шліфування або полірування).

Алітування – процес насичення поверхневого шару алюмінієм для щцвищення окалиностійкості (жаростійкості), корозіїйної стійкості сталей, чавунів і мідних сплавів. Алітування проводять в порошкоподібних сумішах, в ваннах з розплавленим алюмінієм, в газовому середовищі і розпиленням рідкого алюмінію. На поверхні утворюється щільна плівка оксиду алюмінію, яка запобігає від окислення алітовані вироби. Алітування проводиться при 950…1050ºС протягом 3…12 годин. Товщина шару складає в середньму 0,2…0,8 мм.

Піддають алітуванню чохли термопар, деталі розливочних ковшів, клапани і інші вироби, які працюють при високих температурах.

Хромування – процес насичення поверхневого шару сталі хромом, при цьому підвищується корозійна стійкість, твердість і зносостійкість. Найбільше застосування отримало хромування в порошкоподібних сумішах ферохрому або хрому, хлористого амонію і оксиду алюмінію. Хромування проводиться при 1000…1050ºС протягом 6…12 годин. Товщина отримуваного шару не більше 0,2 мм. Звичайно хромують низьковуглецеві сталі. Хромуванню підлягають клапани компресорів, матриці штампів для холодної висадки.

Цинкування найбільш широко використовується в техніці. На долю цинкових покриттів припадає орієнтовано 60% від загальної поверхні металічних покриттів. Цинкові покриття гарно захищають залізо і його сплави від корозій на повітрі і у воді. Товщина цинкового покриття складає від 6…36 мкм і залежить від умов експлуатації виробів. Оцинковані листи і полоси застосовують у житловому будівництві (покрівля, водостічні труби), для виготовлення ємкостей, в автомобільному і залізничному транспорті.

6. Дефекти і брак при термічній обробці

Технологічні процеси термічної обробки деталей повинні відповідати таким основним вимогам :

• забезпечувати необхідну зміну властивостей при гарантованій надійності результатів термообробки;

• зберігати, по можливості, незмінними інші властивості виробів, а саме первинну геометричну форму, розміри і якість поверхні.

Найбільш розповсюдженими видами дефектів, що виникають в результаті термообробки це деформації, жолоблення і тріщини, які виникають в результаті внутрішніх термічних напруг. Ефективно цьому запобігати можливо повільним охолодженням в області мартенситних перетворень. Сприяє зниженню цього виду дефектів створення деталей невеликих розмірів, спрощеної форми, без гострих кутів і різких переходів. Більш складні за формою деталі слід виготовляти із легованих сталей, які загартовують в маслі.

При недогріванні деталі або малій витримці при температурі гартування структура не набирає достатньої твердості. Також причиною цього може бути недостатня кількість вуглецю або невеликий ступінь переохолодження, в результаті чого структура частково або повністю складається із трооститу або сорбіту. Для усунення цих дефектів необхідно підвищувати температуру нагрівання або збільшувати час витримки, а також застосовувати більш інтенсивне охолодження.

Гартування при перегріванні призводить до підвищення крихкості деталі, що пояснюється зростанням величини зерен аустеніту. Усунення такого дефекту досягається повторним гартуванням від нормальних для даної сталі температур.

Для зменшення дефекту окислення і зневуглецювання поверхневих шарів термічно оброблюваних деталей застосовують гартування в термопечах із створенням штучно контрольованої атмосфери.