Билет№6
6.1.Как может влиять структурная наследственность при упрочнении с использованием локальных тепловых потоков?
В условиях скоростного нагрева (10в 2-10в 3 град/с) и охлаждении возрастает роль фазового наклепа и сильнее проявляется структурная наследственность
Ф+П=В, Б, М- возрастает роль этих факторов.
такая ситуация может встретиться при упрочнении высококонцентрированном источнике закаленного инструмента, режущего, штампового, и т.д. Склонность к наследственности (В,Б, М).
Однако при упрочнении рекристаллизации не происходит, из-за отсутствия выдержки при этих температурах, время сокращается и таким образом при разработке технологии упрочнения с использованием локальных тепловых потоков необходимо учитывать возможность проявления структурной наследственности и назначить объемную термическую обработку исключающую рост аустенитного зерна либо измельчающую структуру.
6.2.Охарактеризовать технологию, параметры и область использования локального упрочнения с нагревом в электролите.
При пропускании тока в электролите происходит диссоциация электролита при этом ионы водорода движутся к катоду изделия и образовывают после восстановления газовую рубашку. Это водородная рубашка обладает высоким электросопротивлением и нагревом, разогревая катод (деталь). После нагрева ток выключается и происходит закалка. Основная особенность нагрева высокое распределение температур по поверхности, даже очень сложных изделий (например винты). Упрочнению могут подвергаться как концевые изделия, так и длинномерные изделия при непрерывном прохождении через электролит. Параметры Состав электролита, напряжение и плотность тока, качество поверхности детали. В качестве электролитов используется кальцинированная сода Na2CO3, соли щелочных металлов, азотнокислый калий, натрий, соли аммония и нитратов солей. Температура электролита 60-70. При превышении этой оптимальной тем.происходит разрыв водородной рубашки, соответственно должно быть предусмотрено охлаждение электролита. 2-а способа нагрева в электролите: -концевой и –поверхностный нагрев. Существует несколько вариантов поверхностного нагрева: 1. В струе электролита. 2. Через пористые вставки (для деталей сложной формы нагрев локального участка может быть выполнен с использованием вставки из пористого изолятора, контактируемая поверхность которого по форме соответствует упрочненной поверхности). 3.Нагрев длинномерных изделий. Преимущества: отсутствие окисления, сравнительно небольшая потребляемая мощность, возможность осуществления ХТО при электролитическом нагреве, электролит сам яв.охлаждаущей средой, при повышении плотности тока образуется плазма и мы можем например очищать поверхность. Недостатки: Возможность эрозии поверхности, возможность оплавления острых кромок детали, сложность управления процессом, из-за высокой скорости нагрева.
6.3.Дать сравнительную характеристику методам нанесения газофизических покрытий с испарением и катодным распылением материала покрытия.
Вакуумное напыление. Наносимый материал испаряется или осаждается в вакууме (10"3-10~4Па), осаждается и затвердевает на подложке, имеющей значительно более низкую температуру. Испарение материала покрытия может осуществлять различными способами: резистивным нагревом. Источником тепла является элемент сопротивления, который может изготавливаться, в зависимости от температуры, из нихрома, молибдена, графита. В этом случает необходимо использование емкости для расплавленного материала, например тигля; индукционным нагревом; дуговым нагревом; лазерным или электронным лучом.
1 - вакуумная камера; 2 - изделие; 3 - покрытие; 4 - наносимый материал в тигле: - нагреватель; 6 - кран вакуумной системы; 7 - источник питания нагреватель
Рисунок 7.1 - Схема устройства для вакуумного напыления
Последние варианты являются более предпочтительны так как при этом происходит загрязнение покрытия материалом тигля. Перед нанесением покрытия проводят очистку поверхности или путем обработки в плазме тлеющего разряда или нагревом до нескольких сот градусов.Скорость осаждения при вакуумном напылении высокая и составляет 0,05 -25 мкм/с и выше.
Покрытия, получаемые катодным распылением (рис. 7.2). Матери; покрытия, находящийся в твердой фазе, распыляется при бомбардировке 1 инертного газа (чаще аргона). Источником ионов служит плазма тлеющего разряда при давлении 1-10'1 Па и разности потенциалов между анодом и катодом) 1-5 кВ. Под действием ионов атомы покровного материала выбиваются из кристаллической решетки и оседают на подложке, находящейся рядом с катодом. Получаемые покрытия обладают высокой прочностью сцепления, что объясняется высокой энергией частиц. Однако они неравномерны по толщине и осаждаются с очень небольшой скоростью: 0,0001-0,07 мкм/с. При на личин реакционной атмосферы возможно нанесение химических соединенийю. Например, этим методом преимущественно напыляется покрытие из нитрида титана.
1 - система подачи инертного газа; 2 - анод; 3 - катод; 4 - тлеющий разряд; 5- дополнительный накаливаемый катод; 6 - деталь
Рисунок 7.2 Схема нанесения покрытия с катодным распыле) кровного материала